前面學習的都是和類加載相關的知識，接下來學習的則和GC相關的知識，都是JVM的幾個重點塊。
零、在IDE的后台打印GC日志：
既然學習JVM，閱讀GC日志是處理Java虛擬機內存問題的基礎技能，它只是一些人為確定的規則，沒有太多技術含量。
既然如此，那么在IDE的控制台打印GC日志是必不可少的了。現在就告訴你怎么打印。
（1）如果你用的是Eclipse，打印GC日志的操作如下：
在上圖的箭頭處加上-XX:+PrintGCDetails這句話。於是，運行程序后，GC日志就可以打印出來了：
（2）如果你用的是IntelliJ IDEA，打印GC日志的操作如下：
在上圖的箭頭處加上-XX:+PrintGCDetails這句話。於是，運行程序后，GC日志就可以打印出來了：
當然了，光有-XX:+PrintGCDetails這一句參數肯定是不夠的，下面我們詳細介紹一下更多的參數配置。
一、Trace跟蹤參數：
1、打印GC的簡要信息：
-verbose:gc -XX:+printGC
解釋：可以打印GC的簡要信息。比如：
[GC 4790K->374K(15872K), 0.0001606 secs]
[GC 4790K->374K(15872K), 0.0001474 secs]
[GC 4790K->374K(15872K), 0.0001563 secs]
[GC 4790K->374K(15872K), 0.0001682 secs]
上方日志的意思是說，GC之前，用了4M左右的內存，GC之后，用了374K內存，一共回收了將近4M。內存大小一共是16M左右。
2、打印GC的詳細信息：
-XX:+PrintGCDetails
解釋：打印GC詳細信息。
-XX:+PrintGCTimeStamps
解釋：打印CG發生的時間戳。
理解GC日志的含義：
例如下面這段日志：
[GC[DefNew: 4416K->0K(4928K), 0.0001897 secs] 4790K->374K(15872K), 0.0002232 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
上方日志的意思是說：這是一個新生代的GC。方括號內部的“4416K->0K(4928K)”含義是：“GC前該內存區域已使用容量->GC后該內存區域已使用容量（該內存區域總容量）”。而在方括號之外的“4790K->374K(15872K)”表示“GC前Java堆已使用容量->GC后Java堆已使用容量（Java堆總容量）”。
再往后看，“0.0001897 secs”表示該內存區域GC所占用的時間，單位是秒。
再比如下面這段GC日志：
上圖中，我們先看一下用紅框標注的“[0x27e80000, 0x28d80000, 0x28d80000)”的含義，它表示新生代在內存當中的位置：第一個參數是申請到的起始位置，第二個參數是申請到的終點位置，第三個參數表示最多能申請到的位置。上圖中的例子表示新生代申請到了15M的控件，而這個15M是等於：（eden space的12288K）+（from space的1536K）+（to space的1536K）。
疑問：分配到的新生代有15M，但是可用的只有13824K，為什么會有這個差異呢？等我們在后面的文章中學習到了GC算法之后就明白了。
3、指定GC log的位置：
-Xloggc:log/gc.log
解釋：指定GC log的位置，以文件輸出。幫助開發人員分析問題。
-XX:+PrintHeapAtGC
解釋：每一次GC前和GC后，都打印堆信息。
例如：
上圖中，紅框部分正好是一次GC，紅框部分的前面是GC之前的日志，紅框部分的后面是GC之后的日志。
-XX:+TraceClassLoading
解釋：監控類的加載。
例如：
[Loaded java.lang.Object from shared objects file]
[Loaded java.io.Serializable from shared objects file]
[Loaded java.lang.Comparable from shared objects file]
[Loaded java.lang.CharSequence from shared objects file]
[Loaded java.lang.String from shared objects file]
[Loaded java.lang.reflect.GenericDeclaration from shared objects file]
[Loaded java.lang.reflect.Type from shared objects file]
-XX:+PrintClassHistogram
解釋：按下Ctrl+Break后，打印類的信息。
例如：
二、堆的分配參數：
1、-Xmx –Xms：指定最大堆和最小堆
舉例、當參數設置為如下時：
-Xmx20m -Xms5m
然后我們在程序中運行如下代碼：
System.out.println("Xmx=" + Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024.0 / 1024 + "M"); //系統的最大空間
System.out.println("free mem=" + Runtime.getRuntime().freeMemory() / 1024.0 / 1024 + "M"); //系統的空閑空間
System.out.println("total mem=" + Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024.0 / 1024 + "M"); //當前可用的總空間
運行效果：
保持參數不變，在程序中運行如下代碼：（分配1M空間給數組）
byte[] b = new byte[1 * 1024 * 1024];
System.out.println("分配了1M空間給數組");
System.out.println("Xmx=" + Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024.0 / 1024 + "M"); //系統的最大空間
System.out.println("free mem=" + Runtime.getRuntime().freeMemory() / 1024.0 / 1024 + "M"); //系統的空閑空間
System.out.println("total mem=" + Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024.0 / 1024 + "M");
運行效果：
注：Java會盡可能將total mem的值維持在最小堆。
保持參數不變，在程序中運行如下代碼：（分配10M空間給數組）
byte[] b = new byte[10 * 1024 * 1024];
System.out.println("分配了10M空間給數組");
System.out.println("Xmx=" + Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024.0 / 1024 + "M"); //系統的最大空間
System.out.println("free mem=" + Runtime.getRuntime().freeMemory() / 1024.0 / 1024 + "M"); //系統的空閑空間
System.out.println("total mem=" + Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024.0 / 1024 + "M"); //當前可用的總空間
運行效果：
如上圖紅框所示：此時，total mem 為7M時已經不能滿足需求了，於是total mem漲成了16.5M。
保持參數不變，在程序中運行如下代碼：（進行一次GC的回收）
System.gc();
System.out.println("Xmx=" + Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024.0 / 1024 + "M"); //系統的最大空間
System.out.println("free mem=" + Runtime.getRuntime().freeMemory() / 1024.0 / 1024 + "M"); //系統的空閑空間
System.out.println("total mem=" + Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024.0 / 1024 + "M"); //當前可用的總空間
運行效果：
問題1： -Xmx（最大堆空間）和 –Xms（最小堆空間）應該保持一個什么關系，可以讓系統的性能盡可能的好呢？
問題2：如果你要做一個Java的桌面產品，需要綁定JRE，但是JRE又很大，你如何做一下JRE的瘦身呢？
2、-Xmn、-XX:NewRatio、-XX:SurvivorRatio：
- -Xmn
設置新生代大小
- -XX:NewRatio
新生代（eden+2*s）和老年代（不包含永久區）的比值
例如：4，表示新生代:老年代=1:4，即新生代占整個堆的1/5
- -XX:SurvivorRatio（幸存代）
設置兩個Survivor區和eden的比值
例如：8，表示兩個Survivor:eden=2:8，即一個Survivor占年輕代的1/10
現在運行如下這段代碼：
public class JavaTest {
public static void main(String[] args) {
byte[] b = null;
for (int i = 0; i < 10; i++)
b = new byte[1 * 1024 * 1024];
}
}
我們通過設置不同的jvm參數，來看一下GC日志的區別。
（1）當參數設置為如下時：（設置新生代為1M，很小）
-Xmx20m -Xms20m -Xmn1m -XX:+PrintGCDetails
運行效果：
總結：
沒有觸發GC
由於新生代的內存比較小，所以全部分配在老年代。
（2）當參數設置為如下時：（設置新生代為15M，足夠大）
-Xmx20m -Xms20m -Xmn15m -XX:+PrintGCDetails
運行效果：
上圖顯示：
沒有觸發GC
全部分配在eden（藍框所示）
老年代沒有使用（紅框所示）
（3）當參數設置為如下時：（設置新生代為7M，不大不小）
-Xmx20m -Xms20m –Xmn7m -XX:+PrintGCDetails
運行效果：
總結：
進行了2次新生代GC
s0 s1 太小，需要老年代擔保
（4）當參數設置為如下時：（設置新生代為7M，不大不小；同時，增加幸存代大小）
-Xmx20m -Xms20m -Xmn7m -XX:SurvivorRatio=2 -XX:+PrintGCDetails
運行效果：
總結：
進行了至少3次新生代GC
s0 s1 增大
（5）當參數設置為如下時：
-Xmx20m -Xms20m -XX:NewRatio=1 -XX:SurvivorRatio=2 -XX:+PrintGCDetails
運行效果：
（6）當參數設置為如下時： 和上面的（5）相比，適當減小幸存代大小，這樣的話，能夠減少GC的次數
-Xmx20m -Xms20m -XX:NewRatio=1 -XX:SurvivorRatio=3 -XX:+PrintGCDetails
3、-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError、-XX:+HeapDumpPath
- -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
OOM時導出堆到文件
根據這個文件，我們可以看到系統dump時發生了什么。
- -XX:+HeapDumpPath
導出OOM的路徑
例如我們設置如下的參數：
-Xmx20m -Xms5m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=d:/a.dump
上方意思是說，現在給堆內存最多分配20M的空間。如果發生了OOM異常，那就把dump信息導出到d:/a.dump文件中。
然后，我們執行如下代碼：
Vector v = new Vector(); for (int i = 0; i < 25; i++) v.add(new byte[1 * 1024 * 1024]);
上方代碼中，需要利用25M的空間，很顯然會發生OOM異常。現在我們運行程序，控制台打印如下：
現在我們去D盤看一下dump文件：
上圖顯示，一般來說，這個文件的大小和最大堆的大小保持一致。
我們可以用VisualVM打開這個dump文件。
注：關於VisualVM的使用，可以參考下面這篇博客：
使用 VisualVM 進行性能分析及調優：http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-visualvm/
或者使用Java自帶的Java VisualVM工具也行：
上圖中就是dump出來的文件，文件中可以看到，一共有19個byte已經被分配了。
4、-XX:OnOutOfMemoryError：
- -XX:OnOutOfMemoryError
在OOM時，執行一個腳本。
可以在OOM時，發送郵件，甚至是重啟程序。
例如我們設置如下的參數：
-XX:OnOutOfMemoryError=D:/tools/jdk1.7_40/bin/printstack.bat %p //p代表的是當前進程的pid
上方參數的意思是說，執行printstack.bat腳本，而這個腳本做的事情是：D:/tools/jdk1.7_40/bin/jstack -F %1 > D:/a.txt，即當程序OOM時，在D:/a.txt中將會生成線程的dump。
5、堆的分配參數總結：
- 根據實際事情調整新生代和幸存代的大小
- 官方推薦新生代占堆的3/8
- 幸存代占新生代的1/10
- 在OOM時，記得Dump出堆，確保可以排查現場問題
6、永久區分配參數：
- -XX:PermSize -XX:MaxPermSize
設置永久區的初始空間和最大空間。也就是說，jvm啟動時，永久區一開始就占用了PermSize大小的空間，如果空間還不夠，可以繼續擴展，但是不能超過MaxPermSize，否則會OOM。
他們表示，一個系統可以容納多少個類型
代碼舉例：
我們知道，使用CGLIB等庫的時候，可能會產生大量的類，這些類，有可能撐爆永久區導致OOM。於是，我們運行下面這段代碼：
for(int i=0;i<100000;i++){
CglibBean bean = new CglibBean("geym.jvm.ch3.perm.bean"+i,new HashMap());
}
上面這段代碼會在永久區不斷地產生新的類。於是，運行效果如下：
總結：
如果堆空間沒有用完也拋出了OOM，有可能是永久區導致的。
堆空間實際占用非常少，但是永久區溢出 一樣拋出OOM。
三、棧的分配參數：
1、Xss：
設置棧空間的大小。通常只有幾百K
決定了函數調用的深度
每個線程都有獨立的棧空間
局部變量、參數 分配在棧上
注：棧空間是每個線程私有的區域。棧里面的主要內容是棧幀，而棧幀存放的是局部變量表，局部變量表的內容是：局部變量、參數。
我們來看下面這段代碼：（沒有出口的遞歸調用）
public class TestStackDeep {
private static int count = 0;
public static void recursion(long a, long b, long c) {
long e = 1, f = 2, g = 3, h = 4, i = 5, k = 6, q = 7, x = 8, y = 9, z = 10;
count++;
recursion(a, b, c);
}
public static void main(String args[]) {
try {
recursion(0L, 0L, 0L);
} catch (Throwable e) {
System.out.println("deep of calling = " + count);
e.printStackTrace();
}
}
}
上方這段代碼是沒有出口的遞歸調用，肯定會出現OOM的。
如果設置棧大小為128k：
-Xss128K
運行效果如下：（方法被調用了294次）
如果設置棧大小為256k：（方法被調用748次）
意味着函數調用的次數太深，像這種遞歸調用就是個典型的例子。
參考資料：
《深入JVM內核原理診斷與優化》視頻學習
http://www.cnblogs.com/smyhvae