Java虚拟机，即JVM，是Java程序中不可或缺的运行环境之一。JVM内存分为堆内存和非堆内存。堆内存用于存放Java对象实例等数据，而非堆内存则用于存放存储程序运行状态相关数据的区域。JVM的内存调优对于Java应用程序的性能优化至关重要。在这篇文章中，我们将针对内存与GC进行调优。
非堆内存调优
监控非堆内存情况
由于非堆内存与堆内存分开管理，因此会有一些与之相关的配置参数，如:PermSize, MaxPermSize,kernel.shmmax等，需要在启动JVM时进行配置。如下示例代码中的-Xms512m表示堆内存最小值为512MB,-Xmx512m表示堆内存最大值为512MB：
java -server -Xms512m -Xmx512m -XX:PermSize=64m -XX:MaxPermSize=128m -jar myApp.jar
使用JVM内置的JMX抓取系统MBean信息，可以对JVM进程中非堆配置内容进行监控，根据监控过程中捕获到的异常错误，能及时调整相关配置参数，保存消耗的优化时间。
控制方法区及时间轴
方法区又叫永久带（PermGen），它是一种JVM的内存区域，用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。
方法区的运行时需对其进行回收。由于方法区里面的对象较为稳定，因此触发FullGC 的机会比较少，但如果永久带内存不足时，会报java.lang.OutOfMemoryError:PermGen space的错误。如果大量的Java class被反复加载/卸载，就会导致永久带空间不足。出现这种情况，可以通过调整-XX:MaxPermSize进行调优。
时间轴是一张 JVM 内存的图表，它由一系列的 “时间-使用情况” 点组成。时间轴可以明显的显示出 JVM 在某段时间内的内存使用情况。当代码带有缓存的复杂算法时，可以通过关注时间轴的值,检测是否有一些高耗内存的应用或数据结构，做到避免内存利用率下降的情况。
堆内存调优
监控堆内存情况
通过jstat命令可以查看某个进程Jvm的gc情况，包括其次数、内存使用情况等，非常方便。例如:
jstat -gcutil 8464 1000 10
其中8464表示所要检查的JVM进程ID，1000表示检查的时间间隔是1s，10表示检查十次。
jstat 命令中gcutil的输出信息包括：Young GC 的发生率YGC以及时间YGCT，FullGC的发生率FGC以及时间FGCT, 还可以输出堆内存的总大小、已使用大小、空闲大小，以及最大堆内存大小。
控制垃圾回收（GC）
堆内存过小会导致频繁的GC,这样会使程序中断耗时，一定程度上影响程序性能。
jvm的GC算法是很复杂的，我们通过下面的几个方面进行调优：
堆内存大小调整
我们可以通过调整-Xmx来调整堆内存占用大小，如果java程序运行在64位机器上时，最大可分配的堆内存约为512GB，因此，当运行的Java应用使用的内存小于512GB时，堆内存对性能调整并不是最主要的因素。
垃圾回收器设置
目前JVM中最常见的GC算法是 Parallel GC, Serial GC 和 Concurrent Mark-Sweep (CMS)。在JVM的内存回收中，根据使用情况采取不同的GC算法。
- Parallel GC用于处理大型应用，适用于要求 CPU 的应用场合。Parallel GC 是一种并行GC，利用多线程的方式来回收堆内存。
- Serial GC适用于小应用内存量的场景。Serial GC 比较简单，适用于单核 CPU 的情况，并且不产生过多的线程开销。
- CMS GC适用于响应速度敏感的应用，或应用内存堆大小不足 50% 的场景。
可以通过-Xpgcmx来调整CMS GC的堆内存大小，一般推荐使用CMS GC。
线程影响
线程影响可能会导致内存利用率下降和频繁的GC,并影响堆内存调优，其中一种常见的线程影响是由过多的线程对象占用内存。
总结
在JVM性能优化中，内存和GC调优是两个重要的部分，优化好这两个方面可以显著提高应用程序性能。解决内存与GC问题，能有效避免Java应用程序的线程问题、僵尸线程等问题，正确处理好JVM中内存的开辟、回收与使用等问题，可以助力开发者们更好的进行软件开发。
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