本文主要对JVM 内存结构进行讲解，注意不要和Java内存模型混淆了。原先这里放了一篇我自己整理的文章，最近看到海星的javakeeper公众号整理的文章，整理的很好。所以替换为他的文章，以方便你构筑JVM内存结构的知识体系。

本文整理自美团技术团队在新窗口打开, 这篇文章将可以帮助你构建CMS GC相关问题解决的知识体系，分享给你。

• GC 垃圾回收器之CMS GC问题分析与解决

  • 1. 写在前面

G1垃圾回收器是在Java7 update 4之后引入的一个新的垃圾回收器。同优秀的CMS垃圾回收器一样，G1也是关注最小时延的垃圾回收器，也同样适合大尺寸堆内存的垃圾收集，官方在ZGC还没有出现时也推荐使用G1来代替选择CMS。G1最大的特点是引入分区的思路，弱化了分代的概念，合理利用垃圾收集各个周期的资源，解决了其他收集器甚至CMS的众多缺陷。

• GC 垃圾回收器之G1详解

  • 1. 概述

  • 2. G1的内存模型
    • 2.1 分区概念
      • 2.1.1 分区Region
      • 2.1.2 卡片Card
      • 2.1.3 堆Heap
    • 2.2 分代模型
      • 2.2.1 分代垃圾收集
      • 2.2.2 本地分配缓冲 Local allocation buffer (Lab)
    • 2.3 分区模型
      • 2.3.1 巨形对象Humongous Region
      • 2.3.2 已记忆集合Remember Set (RSet)
      • 2.3.3 Per Region Table (PRT)
    • 2.4 收集集合 (CSet)
      • 2.4.1 年轻代收集集合 CSet of Young Collection
      • 2.4.2 混合收集集合 CSet of Mixed Collection
      • 2.4.3 并发标记算法（三色标记法）
      • 2.4.4 漏标问题
  • 3. G1的活动周期
    • 3.1 G1垃圾收集活动汇总
    • 3.2 RSet的维护
      • 3.2.1 栅栏Barrier
      • 3.2.2 起始快照算法Snapshot at the beginning (SATB)
      • 3.2.3 并发优化线程Concurrence Refinement Threads
    • 3.3 并发标记周期 Concurrent Marking Cycle
      • 3.3.1 并发标记线程 Concurrent Marking Threads
      • 3.3.2 初始标记 Initial Mark
      • 3.3.3 根分区扫描 Root Region Scanning
      • 3.3.4 并发标记 Concurrent Marking
      • 3.3.5 存活数据计算 Live Data Accounting
      • 3.3.6 重新标记 Remark
      • 3.3.7 清除 Cleanup
    • 3.4 年轻代收集/混合收集周期
      • 3.4.1 GC工作线程数
      • 3.4.2 年轻代收集 Young Collection
    • 3.5 并发标记周期后的年轻代收集 Young Collection Following Concurrent Marking Cycle
      • 3.5.1 混合收集周期 Mixed Collection Cycle
      • 3.5.2 转移失败的担保机制 Full GC

  • 4. 总结

  • 参考资料

GC（The Z Garbage Collector）是JDK 11中推出的一款低延迟垃圾回收器, 是JDK 11+ 最为重要的更新之一，适用于大内存低延迟服务的内存管理和回收。在梳理相关知识点时，发现美团技术团队分享的文章新一代垃圾回收器ZGC的探索与实践在新窗口打开比较完善（包含G1收集器停顿时间瓶颈，原理，优化等）, 这里分享给你，帮你构建ZGC相关的知识体系。

垃圾收集主要是针对堆和方法区进行；程序计数器、虚拟机栈和本地方法栈这三个区域属于线程私有的，只存在于线程的生命周期内，线程结束之后也会消失，因此不需要对这三个区域进行垃圾回收。

• GC 垃圾回收基础知识
  • 判断一个对象是否可被回收
    • 1. 引用计数算法
    • 2. 可达性分析算法
    • 3. 方法区的回收
    • 4. finalize()
  • 引用类型
    • 1. 强引用
    • 2. 软引用
    • 3. 弱引用
    • 4. 虚引用
  • 垃圾回收算法
    • 1. 标记 - 清除
    • 2. 标记 - 整理
    • 3. 复制
    • 4. 分代收集
  • 垃圾收集器
    • 1. Serial 收集器
    • 2. ParNew 收集器
    • 3. Parallel Scavenge 收集器
    • 4. Serial Old 收集器
    • 5. Parallel Old 收集器
    • 6. CMS 收集器
    • 7. G1 收集器
  • 内存分配与回收策略
    • Minor GC、Major GC、Full GC
    • 内存分配策略
      • 1. 对象优先在 Eden 分配
      • 2. 大对象直接进入老年代
      • 3. 长期存活的对象进入老年代
      • 4. 动态对象年龄判定
      • 5. 空间分配担保
    • Full GC 的触发条件
      • 1. 调用 System.gc()
      • 2. 老年代空间不足
      • 3. 空间分配担保失败
      • 4. JDK 1.7 及以前的永久代空间不足
      • 5. Concurrent Mode Failure
  • 参考

很多人都无法区分Java内存模型和JVM内存结构，以及Java内存模型与物理内存之间的关系。本文从堆栈角度引入JMM，然后介绍JMM和物理内存之间的关系, 为后面JMM详解, JVM 内存结构详解, Java 对象模型详解等铺垫。

• JVM 基础之 Java 内存模型引入
  • JMM引入
    • 从堆栈说起
    • 堆栈里面放了什么?
    • 线程栈如何访问堆上对象?
    • 线程栈访问堆示例
  • JMM与硬件内存结构关系
    • 硬件内存结构简介
    • JMM与硬件内存连接 - 引入
    • JMM与硬件内存连接 - 对象共享后的可见性
    • JMM与硬件内存连接 - 竞态条件
  • 参考文章

本文主要转载自 Info 上深入理解Java内存模型在新窗口打开, 作者程晓明。这篇文章对JMM讲的很清楚了，大致分三部分：重排序与顺序一致性；三个同步原语（lock，volatile，final）的内存语义，重排序规则及在处理器中的实现；java 内存模型的设计，及其与处理器内存模型和顺序一致性内存模型的关系。

• JVM 基础之 Java 内存模型详解
  • 基础
    • 并发编程模型的分类
    • Java 内存模型的抽象
    • 重排序
    • 处理器重排序与内存屏障指令
    • happens-before
  • 重排序
    • 数据依赖性
    • as-if-serial 语义
    • 程序顺序规则
    • 重排序对多线程的影响
  • 顺序一致性
    • 数据竞争与顺序一致性保证
    • 顺序一致性内存模型
    • 同步程序的顺序一致性效果
    • 未同步程序的执行特性
  • 总结
    • 处理器内存模型
    • JMM，处理器内存模型与顺序一致性内存模型之间的关系
    • JMM 的设计
    • JMM 的内存可见性保证
    • JSR-133 对旧内存模型的修补

本文对JVM涉及的常见的调优参数和垃圾回收参数进行阐述。

• 调试排错之 JVM 调优参数
  • jvm参数
  • 垃圾回收

# jvm参数

本文以两个简单的例子(堆内存溢出和MetaSpace (元数据) 内存溢出）解释Java 内存溢出的分析过程。

• 调试排错 Java 内存分析之堆内存和MetaSpace内存
  • 常见的内存溢出问题(内存和MetaSpace内存)
    • Java 堆内存溢出
      • OutOfMemoryError: Java heap space
      • OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded
    • MetaSpace (元数据) 内存溢出
  • 分析案例
    • 堆内存dump
    • 使用MAT分析内存

Java 堆外内存分析相对来说是复杂的，美团技术团队的Spring Boot引起的“堆外内存泄漏”排查及经验总结在新窗口打开可以为很多Native Code内存泄漏/占用提供方向性指引。

• 调试排错 Java 内存分析之堆外内存
  • 背景
  • 排查过程
    • 使用Java层面的工具定位内存区域
    • 使用系统层面的工具定位堆外内存
      • 首先，使用了gperftools去定位问题
      • 然后，使用strace去追踪系统调用
      • 接着，使用GDB去dump可疑内存
      • 再次，项目启动时使用strace去追踪系统调用
      • 最后，使用jstack去查看对应的线程
    • 为什么堆外内存没有释放掉呢？
  • 总结
  • 参考资料