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1. 简介

Java虚拟机（JVM）是Java程序运行的核心环境，但其复杂性可能导致内存泄漏、性能下降、类加载失败等问题。本文从内存管理、垃圾回收、性能调优、异常处理四大方向，结合工具使用与实战案例，详解JVM问题的排查与解决方法。

2. 目录

1. JVM内存管理问题

2. 垃圾回收机制与调优

3. 性能监控与调优工具

4. 常见JVM异常及处理

5. 实战案例与解决方案

3. JVM内存管理问题

3.1 内存泄漏与溢出

问题现象：

• java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space（堆内存溢出）

• java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace（元空间溢出）

原因分析：

• 堆内存泄漏：对象被无意义引用（如静态集合类缓存）。

• 元空间溢出：动态生成类过多（如反射、CGLib）。

解决方案：

1. 调整内存参数：

1. 分析堆转储文件：

使用工具（Eclipse MAT、VisualVM）分析泄漏对象。

3.2 栈溢出

问题现象：

• java.lang.StackOverflowError

原因：

• 递归调用未终止或方法调用层级过深。

解决方案：

1. 检查代码逻辑，修复无限递归。

2. 调整栈大小（默认1MB）：

4. 垃圾回收机制与调优

4.1 常见GC算法

收集器	适用场景	参数配置
Serial GC	单线程、客户端应用	-XX:+UseSerialGC
Parallel GC	多核、高吞吐量	-XX:+UseParallelGC
CMS GC	低延迟、老年代回收	-XX:+UseConcMarkSweepGC
G1 GC	大堆内存、平衡延迟/吞吐	-XX:+UseG1GC

4.2 GC调优实战

问题现象：频繁Full GC导致应用暂停。
调优步骤：

1. 监控GC日志：

优化堆分区比例：

G1调优示例：

5. 性能监控与调优工具

5.1 命令行工具

工具	功能	示例命令
jps	查看Java进程	jps -l
jstat	监控GC状态	jstat -gcutil <pid> 1000 5
jstack	生成线程快照	jstack -l <pid> > thread.txt
jmap	生成堆内存快照	jmap -histo:live <pid>

5.2 图形化工具

• VisualVM：实时监控CPU、内存、线程。

• JProfiler：深度分析内存泄漏与线程阻塞。

6. 常见JVM异常及处理

6.1 ClassNotFound与NoClassDefFoundError

原因：

• 类路径缺失、依赖冲突或类初始化失败。

排查步骤：

1. 检查-classpath参数或项目依赖。

2. 使用-verbose:class输出类加载日志。

6.2 死锁问题

排查方法：

1. 生成线程转储文件

搜索deadlock关键词定位死锁线程。

7. 实战案例

7.1 案例1：Full GC频繁

现象：系统每隔几分钟触发Full GC。
分析：

• jstat -gcutil显示老年代占用率快速上升。

• MAT分析：发现某个缓存类持有大量未释放对象。
  解决：优化缓存策略，增加弱引用（WeakHashMap）。

7.2 案例2：元空间溢出

现象：OutOfMemoryError: Metaspace。
分析：动态代理类未回收。
解决：

• 增加元空间大小：-XX:MaxMetaspaceSize=512m

• 使用-XX:+TraceClassLoading追踪类加载。

小编建议：

• 监控先行：通过日志和工具（如VisualVM）定期检查JVM状态。

• 参数调优：根据应用类型（高吞吐/低延迟）选择GC算法。

• 代码优化：避免内存泄漏（如及时关闭资源、慎用静态集合）。