堆（Heap）的核心概述

堆針對一個JVM進程來說是唯一的，也就是一個進程只有一個JVM，但是進程包含多個線程，他們是共享同一堆空間的。

一個JVM實例只存在一個堆內(nèi)存，堆也是Java內(nèi)存管理的核心區(qū)域。

Java堆區(qū)在JVM啟動的時候即被創(chuàng)建，其空間大小也就確定了。是JVM管理的最大一塊內(nèi)存空間。

• 堆內(nèi)存的大小是可以調(diào)節(jié)的。

《Java虛擬機規(guī)范》規(guī)定，堆可以處于物理上不連續(xù)的內(nèi)存空間中，但在邏輯上它應該被視為連續(xù)的。

所有的線程共享Java堆，在這里還可以劃分線程私有的緩沖區(qū)（Thread Local Allocation Buffer，TLAB）。

《Java虛擬機規(guī)范》中對Java堆的描述是：所有的對象實例以及數(shù)組都應當在運行時分配在堆上。（The heap is the run-time data area from which memory for all class instances and arrays is allocated）

數(shù)組和對象可能永遠不會存儲在棧上，因為棧幀中保存引用，這個引用指向?qū)ο蠡蛘邤?shù)組在堆中的位置。

在方法結(jié)束后，堆中的對象不會馬上被移除，僅僅在垃圾收集的時候才會被移除。

堆，是GC（Garbage Collection，垃圾收集器）執(zhí)行垃圾回收的重點區(qū)域。

堆內(nèi)存細分?

Java 7及之前堆內(nèi)存邏輯上分為三部分：新生區(qū)+養(yǎng)老區(qū)+永久區(qū)

• Young Generation Space 新生區(qū) Young/New 又被劃分為Eden區(qū)和Survivor區(qū)

• Tenure generation space 養(yǎng)老區(qū) Old/Tenure

• Permanent Space 永久區(qū) Perm

Java 8及之后堆內(nèi)存邏輯上分為三部分：新生區(qū)+養(yǎng)老區(qū)+元空間

• Young Generation Space 新生區(qū) Young/New 又被劃分為Eden區(qū)和Survivor區(qū)

• Tenure generation space 養(yǎng)老區(qū) Old/Tenure

• Meta Space 元空間 Meta

約定：新生區(qū)（代）<=>年輕代 、 養(yǎng)老區(qū)<=>老年區(qū)（代）、 永久區(qū)<=>永久代

堆空間內(nèi)部結(jié)構(gòu)（JDK7）

堆空間內(nèi)部結(jié)構(gòu)（JDK8）?

設(shè)置堆內(nèi)存大小與OOM?

堆空間大小的設(shè)置

Java堆區(qū)用于存儲Java對象實例，那么堆的大小在JVM啟動時就已經(jīng)設(shè)定好了，可以通過選項"-Xmx"和"-Xms"來進行設(shè)置。

• “-Xms"用于表示堆區(qū)的起始內(nèi)存，等價于-XX:InitialHeapSize

• “-Xmx"則用于表示堆區(qū)的最大內(nèi)存，等價于-XX:MaxHeapSize

一旦堆區(qū)中的內(nèi)存大小超過“-Xmx"所指定的最大內(nèi)存時，將會拋出OutOfMemoryError異常。

通常會將-Xms和-Xmx兩個參數(shù)配置相同的值，其目的是為了能夠在ava垃圾回收機制清理完堆區(qū)后不需要重新分隔計算堆區(qū)的大小，從而提高性能。

默認情況下

• 初始內(nèi)存大小：物理電腦內(nèi)存大小 / 64

• 最大內(nèi)存大小：物理電腦內(nèi)存大小 / 4

OutOfMemory舉例?

public class OOMTest {public static void main(String[]args){ArrayList<Picture> list = new ArrayList<>();while(true){try {Thread.sleep(20);} catch (InterruptedException e){e.printStackTrace();}list.add(new Picture(new Random().nextInt(1024*1024)));}}
}

Exception in thread "main" java.lang.OutofMemoryError: Java heap space
? ? at com.atguigu. java.Picture.<init>(OOMTest. java:25)
? ? at com.atguigu.java.O0MTest.main(OOMTest.java:16)?

年輕代與老年代?

存儲在JVM中的Java對象可以被劃分為兩類：

• 一類是生命周期較短的瞬時對象，這類對象的創(chuàng)建和消亡都非常迅速

• 另外一類對象的生命周期卻非常長，在某些極端的情況下還能夠與JVM的生命周期保持一致

Java堆區(qū)進一步細分的話，可以劃分為年輕代（YoungGen）和老年代（oldGen）

其中年輕代又可以劃分為Eden空間、Survivor0空間和Survivor1空間（有時也叫做from區(qū)、to區(qū)）

?

下面這參數(shù)開發(fā)中一般不會調(diào)：?

配置新生代與老年代在堆結(jié)構(gòu)的占比。

• 默認-XX:NewRatio=2，表示新生代占1，老年代占2，新生代占整個堆的1/3

• 可以修改-XX:NewRatio=4，表示新生代占1，老年代占4，新生代占整個堆的1/5

在HotSpot中，Eden空間和另外兩個survivor空間缺省所占的比例是8：1：1

當然開發(fā)人員可以通過選項“-xx:SurvivorRatio”調(diào)整這個空間比例。比如-xx:SurvivorRatio=8

幾乎所有的Java對象都是在Eden區(qū)被new出來的。絕大部分的Java對象的銷毀都在新生代進行了。

• IBM公司的專門研究表明，新生代中80%的對象都是“朝生夕死”的。

可以使用選項"-Xmn"設(shè)置新生代最大內(nèi)存大小，這個參數(shù)一般使用默認值就可以了

?

圖解對象分配過程?

?為新對象分配內(nèi)存是一件非常嚴謹和復雜的任務，JVM的設(shè)計者們不僅需要考慮內(nèi)存如何分配、在哪里分配等問題，并且由于內(nèi)存分配算法與內(nèi)存回收算法密切相關(guān)，所以還需要考慮GC執(zhí)行完內(nèi)存回收后是否會在內(nèi)存空間中產(chǎn)生內(nèi)存碎片。

A.new的對象先放伊甸園區(qū)。此區(qū)有大小限制。

B.當伊甸園的空間填滿時，程序又需要創(chuàng)建對象，JVM的垃圾回收器將對伊甸園區(qū)進行垃圾回收（MinorGC），將伊甸園區(qū)中的不再被其他對象所引用的對象進行銷毀。再加載新的對象放到伊甸園區(qū)

C.然后將伊甸園中的剩余對象移動到幸存者0區(qū)。

D.如果再次觸發(fā)垃圾回收，此時上次幸存下來的放到幸存者0區(qū)的，如果沒有回收，就會放到幸存者1區(qū)。

F.如果再次經(jīng)歷垃圾回收，此時會重新放回幸存者0區(qū)，接著再去幸存者1區(qū)。

G.什么時候能去養(yǎng)老區(qū)呢？可以設(shè)置次數(shù)。默認是15次。

• • 可以設(shè)置參數(shù)：進行設(shè)置-Xx:MaxTenuringThreshold= N

H.在養(yǎng)老區(qū)，相對悠閑。當養(yǎng)老區(qū)內(nèi)存不足時，再次觸發(fā)GC：Major GC，進行養(yǎng)老區(qū)的內(nèi)存清理

若養(yǎng)老區(qū)執(zhí)行了Major GC之后，發(fā)現(xiàn)依然無法進行對象的保存，就會產(chǎn)生OOM異常。

java.lang.OutofMemoryError: Java heap space

• 針對幸存者s0，s1區(qū)的總結(jié)：復制之后有交換，誰空誰是to，交換以后標記++。到15以后跑到老年區(qū)

• 關(guān)于垃圾回收：頻繁在新生區(qū)收集，很少在老年代收集，幾乎不再永久代和元空間進行收集