java初识
java SE
java提供的标准类库
java EE
java 提供专业版类库（如JSP运行时的类库）
JDK
包含了jre 和 开发工具，包含了java SE 但没有 jave EE的类库
jre
提供了JAVA运行时的环境，可以说如果不开发java语言，只需jre，就能运行java程序。
jvm
java 程序运行时，所处的容器，可以说是web容器
tomcat
本身需要java环境才能运行。提供了使用频繁的java EE 中的类库。
tomcat 运行时组织结构(配置文件组织结构)
server{
service{
connector{}
engine{
host{}
}
}
}
# server 为顶级结构
# service 使得一个connector 对应一个 engine的，里面也可以有多个connector，但只有一个engine
# connector 连接器，用来定义客户端可以从哪连接进来，从哪个端口连接，可以定义多个connector，可以为http协议的也可以为AJP的
# engine 引擎 ，客户端连接进来，用来哪个引擎来处理一般是servelet类
# host 即虚拟主机，可以定义多个
tomcat 配置文件说明
server.xml tomcat的主配置文件
catalina.policy tomcat安全配置文件，tomcat以安全模式启动时配置
catalina.properties jvm调优参数，一般在catalina.sh 中配置或者以rpm安装时，在tomcat.conf中配置
logging.properties tomcat的日志配置文件
tomcat-users.xml tomcat的用户配置文件
----------------------------------------------------------------
以下两个是应用包的配置文件
context.xml 应用包在WEB-INF中配置的，定义的是应用包的访问路径。如果没有，就使用tomcat默认提供的context.xml
web.xml 定义应用包所需要的类,也在WEB-INF路径中配置，如果应用包没有。就使用tomcat默认提供的
注：应用包启动，就是在jvm虚拟机上跑起来。jvm虚拟机需要加载应用包启动所需的类文件（web.xml中定义的），还需要启动引擎（注意与tomcat中的引擎不是一回事）
tomcat组件
server 组件
每一个server组件就是启动一个tomcat实例
service 组件
每一个service组件定义了一个或多个connector，一个engine
connector组件
connector组件是tomcat的连接器其属性
maxThread=""连接器的最大并发数
port=""监听的端口号
protocol=""连接器所用的协议
connectionTime=""连接超时时间
address=""监听的IP
<Connector port="18080" protocol="HTTP/1.1" connectionTimeout="20000" address="10.0.0.13" maxThreads="400" />
还有一些其他属性，具体看官方文档，或自行google
engine组件
engine是tomcat的serverlet引擎
name=""引擎名字，使用默认
defaultHost=""如果使用多虚拟机的话，默认的访问路径
Host组件
tomcat的虚拟主机，
name=""虚拟主机的名字
appBase=""虚拟主机的站点目录，如果是相对路径，相对于Catalina_BASE而言的，一般是tomcat的解压路径。也可以是绝对路径
unpackWARS=""war包是否自动解压
autoDeploy=""是否自动部署
context组件
定义访问路径
<Context path="/PATH" docBase="/PATH/TO/SOMEDIR" reloadable=""/>此处用法相当于nginx站点目录的alias
path=""访问路径
docBase=""为站点目录
reloadable=""是否自动加载
tomcat jvm 内存组成
image.png
- 方法区： 存放java类的方法，也可称为对象的方法
- 堆内存： 存放java对象，也可以理解为存放数据的
- java栈： 存放java局部变量的
- PC计数器： 存放java进程指令集的
-
本地方法栈： 调用本地的函数库，一般不用。不利于代码移植
注：方法区和堆内存是面对整个java进程的
注：java栈和PC计数器只面对单个java线程的
GC（垃圾回收）
由于堆内存是存放数据的，因此堆内存也最消耗内存空间，需要进行垃圾回收（即内存回收机制）
内存回收算法
复制
image.png
- 先标记FROM中存活的对象
- 将FROM中的存活对象，复制到TO中
- 第二次GC时，TO变成了FROM，FROM变成了TO
- 把FROM中的存活对象复制到TO中
- 依次循环
复制算法中，FROM和TO是相互转换的
效率高，不会有碎片产生，但会占用双倍的内存
标记-清除
image.png
- 先找到存活的对象，对其进行标记
- 对其不存活对象在进行清除
不会占用双倍内存，但有碎片产生
标记-压缩
image.png
- 先找到存活对象进行标记
- 把存活的对象与不存活对象进行交换
- 清除不存活对象
会有移动计算代价，因为不确定，存活对象与不存活对象交换时，两者所占用的内存空间是否一致
标记-清除-压缩
- 先找到存活对象进行标记
- 把不存活对象进行清除
- 进行移动存活对象，使之合并在一起
无需移动计算代价，但需要三次遍历，时间长
JVM GC 机制
GC 机制在哪出现
image.png
- 新生代： Minjor GC 小GC
- 老年代： Manjor GC 大GC
- 永久代： per GC
新生代，是新建的java对象存放位置，大部分都会释放，因此新生代，发生GC的频率最高。
老年代，是新生代存活下来的对象。转到老年代，GC频率较少
永久代，当内存不够用时，才会触发GC
当老年代和永久代同时触发GC时，会出现full GC，此时tomcat会停下所有的线程，专门进行垃圾回收线程，tomcat就会出现假死状态
新生代 GC 机制
新生代采用复制算法，因为其GC频率较高，且需要快速响应
- 串行 GC
适用于JDK运行为client端，和单核CPU上，只有一个垃圾回收线程 - 并行 GC
server 端的默认选项，适用于多核cpu - parnew
并行的执行串行GC，于CMS（老年代GC 机制），一起适用减少STW（stop-the-world停止所有应用的时间）
老年代GC
老年代由于GC频率较少，执行标记-清除-压缩算法
- 串行GC
适用于client 端，有 STW -
并行 GC
适用于server端和多核cpu
image.png
1 .先标记出找出存活对象
2 .在找出碎片比较多的region
3 .把region进行压缩 - CMS
并发线程，标记清除，无STW（或者停机时间最短）
1 .先初始化标记存活对象 （STW短）
2 .在第一步基础上，在标记一下 ，存活对象
3 .在第二步基础上，在进行标记存活对象 （STW 短）
4 .将不存活对象进行清除
并发线程，在执行tomcat应用进程的时候，同时进行GC进程。因为是标记-清除，所以有碎片产生，可以手动指定参数，清除完之后，进行压缩。因为是并发，消耗内存和cpu。所以应指定老年代内存到了多少进行CMS，默认68%，如果预留的内存不够进行CMS，则CMS降级到串行GC
新生代和老年代的GC机制搭配
image.png
- 单机或client端
串行====》 串行 - 关注吞吐量
并行 ====》 并行 - 关注访问时间（web服务，互联网应用）
parnew===》CMS
tomcat 调优
堆内存调优
一般来说堆越大越好，可以减少GC频率。但堆过大，会增加GC时间。要把握一个平衡，但总体保持一个原则尽可能减少GC频率。
一般情况下，-Xms 和 -Xmn 设置成一样，因为每次堆内存调整，都会触发fullGC。但并不是都这样，当内存足够大时，-Xmn 应比 -Xms 大，因为fullGC 总比 OOM 或者 宕机好
-Xms堆内存的初始大小
-Xmn堆内存的最大大小
新生代调优-增大Eden 空间
增大Eden大小
- 可以降低GC 频率
- 不会增加 Minjor GC 时间，因为新生代采用复制算法。Minjor GC 的耗时，和要拷贝的对象数量及存活对象成正比。
-XX:NewSize新生代初始大小
-XX:MaxNewSize新生代的最大值
-XX:NewRation=n新生代和老年代的比值
-Xmn新生代的大小
处于性能考虑，一般使用-Xmn 固定新生代的大小
新生代调优-晋升
尽可能让对象呆在survivor中，使之在新生代中回收，减少晋升到旧生代得对象，降低旧生代的GC频率，可以加大survivor空间
-XX:survivorRatio=mEden和survivor的比值
注：旧生代和老年代是一样的，只是叫法不同
旧生代调优
尽可能让GC发生在新生代
输出GC日志
-XX:+PrintGC 输出GC简要信息
-XX:+PrintGCDetails 输出GC详细信息
-XX:+PrintGCTimeStamps 输出GC的时间戳
-XX:+PrintGCApplicationStoppedTime 输出GC暂停时间
-Xlog /opt/gc.log 输出GC日志
jdk 自带工具说明
jps
[root@db03 bin]# ./jps -help
usage: jps [-help]
jps [-q] [-mlvV] [<hostid>]
Definitions:
<hostid>: <hostname>[:<port>]
| 用法 | 描述 |
|---|---|
| jps -q | 输出VM标识符 |
| jps -m | 输出main methond参数 |
| jps -l | 输出完全包名，应用主类名，jar 完全路径名 |
| jps -v | 输出 JVM参数 |
| jps -V | 输出通过flag 文件传递到JVM的参数 |
jstat
jstat -<option> [-t] [-h<lines>] <vmid> [<interval> [<count>]]
interval 间隔时间，单位为妙或者毫秒
count打印次数，如果是缺省打印则无数次
[root@db03 bin]# ./jstat -options
-class
-compiler
-gc
-gccapacity
-gccause
-gcmetacapacity
-gcnew
-gcnewcapacity
-gcold
-gcoldcapacity
-gcutil
-printcompilation
| 用法 | 描述 |
|---|---|
| jstat -gc pid | 显示gc信息，查看gc的次数及时间 |
| jstat -gccappacity pid | 内存GC分区中各对象的使用和占用大小 |
| jstat -gcutil pid | 统计gc信息汇总 |
| jstat -gcnew pid | 新生代 对象的信息 |
| jstat -gcnewcapacity pid | 新生代对象的信息及其占用量 |
| jstat -gcold pid | 老年代对象的信息 |
| jstat -gcoldcapactiy pid | 老年代对象及其信息占用量 |
| jsstat -gcpermcapactiy pid | perm 对象的信息及其占用量，永久代的 |
| jstat -class pid | 显示加载class的数量及其占用空间 |
| jstat -compiler pid | 显示JVm实时变异的数量等信息 |
| jstat -printcompilation pid | 打印当前JVM执行的信息 |
jstat -gc 详解
S0: heap上的 Survivor space 0区使用空间占用百分比
S1: heap 上 Survivor space 1 区使用空间的百分比
E: heap上的Eden space是所占百分比
O： heap上的old space区已使用空间的百分比
P: Perm space 已使用空间的百分比
YGC: 从应用程序启动到采样发生young GC的次数
YGCT：从应用程序启动到采样时，Young GC所用的时间（单位秒）
FGC： 从应用程序启动到采样时，发生full GC的次数
FGCT： 从应用程序启动到采样Full GC 所用的时间（单位秒）
GCT: 从应用程序启动到采样时，用于垃圾回收的总时间(单位秒）
GC比例不同应该调整的区域
-
YGC 频繁
eden区太小 -
FGC频繁
旧生代太小 -
YGC不频繁,FGC频繁
新生代和老年代比例分配不均导致 -
YGC 和 FGC都频繁
增大堆内存
jinfo
jinfo 可以查看运行中JVM的全部参数，还可以设置部分参数
[root@db03 bin]# ./jinfo
Usage:
jinfo [option] <pid>
(to connect to running process)
jinfo [option] <executable <core>
(to connect to a core file)
jinfo [option] [server_id@]<remote server IP or hostname>
(to connect to remote debug server)
where <option> is one of:
-flag <name> to print the value of the named VM flag
-flag [+|-]<name> to enable or disable the named VM flag
-flag <name>=<value> to set the named VM flag to the given value
-flags to print VM flags
-sysprops to print Java system properties
<no option> to print both of the above
-h | -help to print this help message
| 参数/option | 描述 |
|---|---|
| pid | 对应JVM 的pid |
| -flag name | 输出对应名称的参数 |
| -flag [+/-]name | 开启/关闭对应名称的参数 |
| -flag name=value | 设定对应名称的参数 |
| -flags | 输出全部的参数 |
| -sysprops | 输出系统属性 |
tomcat调优总结
堆内存调优
- 新生代调优
eden
对象晋升条件 - 指定垃圾回收器
-XX:
UseSerialGC: 运行与client模式下，老年代使用Serialold
UseParNewGC:新生代Parnew，老年代Serialold
UseParalellGC: 运行与server模式下，新生代使用 Servial Scavenge 老年代使用paraellold
UseParalellOldGC:新生代使用Paraell scavenge，老年代使用Parell Old
UseConMarkSeepGC：新生代使用ParNew，老年代优先使用CMS，备选方式 servial old
-XX：
UseCMSCompactFullCollection: CMS完成内存回收后是否进行内存整理
CMSInitiatingOccupancyFraction: 设定老年代空间占用比例达到多少是触发回收操作，默认68%
CMSFullGGsBeforeCompaction:在多少次回收后执行一次内存碎片整理
线程池设置
`maxThread=""` 连接器的最大并发数
`port=""` 监听的端口号
`protocol=""` 连接器所用的协议
`connectionTime=""` 连接超时时间
`address=""` 监听的IP
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