JVM虚拟机------运行时数据区------堆

堆

知识点

1. 多线程共享一个堆内存，且是最大的内存空间
2. Java内存管理的核心区域
3. 在JVM启动的时候创建、大小确定（但是可以调节）
4. 《Java虚拟机规范》规定：堆可以处于物理上不连续的内存空间中，当在逻辑上它应该被视为连续的
5. 其实在堆中，存在线程私有的缓冲区------》Thread Local Allocation Buffer, TLAB.
6. “几乎”所有的对象实例都在这里分配内存。
7. 栈帧中只会保留引用，这个引用指向对象或者数组的堆中的位置
8. 方法结束后，堆中的对象不会马上被移除，仅仅在垃圾收集的时候才会被移除
9. 堆，是GC执行垃圾回收的重点区域

步骤：

1. .class文件通过类加载到方法区中
2. 栈根据方法区的类，实例化对象，对象的信息存储在堆当中

堆内存----细分

JDK7

新生区：Edn区、Survivor1、Survivor2

养老区：

永久区：--------在方法区当中

JDK8

新生区：Edn区、Survivor1、Survivor2

养老区：

元空间：--------在方法区当中

 设置堆空间大小与OOM

Java堆区用于存储Java对象实例，在JVM启动时就已经设定好了

“-Xms”：用户表示堆区的起始内存，等价于 -XX：initialHeapSize

“-Xmx”：则用于表示堆区的最大内存，等价于-XX：MaxHeapSize

一旦堆区中的内存大小超过-Xmx所指定的最大内存，就会抛出OOM异常

通常会将 -Xms 和-Xmx两个参数配置相同的值，其目的是为了能够在java垃圾回收机制清理完堆区后不需要重新分隔计算堆区的大小，从而提高性能。

默认情况：初始内存大小：物理电脑内存大小 / 64

　　　　　最大内存大小：物理内存大小 / 4

假如没有设置初始化堆大小，但是设置了最大堆大小，堆的大小会自动调整

public class HeapSpaceInitial {

    public static void main(String[] args) {

        //返回Java虚拟机中的堆内存总量,（单位字节）
        long initialMemory = Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024 / 1024;
        //返回Java虚拟机试图使用的最大堆内存量
        long maxMemory = Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024 / 1024;

        System.out.println(initialMemory); M
        System.out.println(maxMemory);  M

        System.out.println(initialMemory * 64 / 1024); //15G
        System.out.println(maxMemory * 4 / 1024);  //14G
    }
}

手动设置初始化堆大小与最大堆内存

 皮一下吧

假如设置的初始化堆大小 < 设置的最大堆内存

 起飞，果然不行！！！

查看堆内存大小参数

方式1：jps    /  jstat -gc 进程id

方式2：-XX:+PrintGCDetails 

 (25600 + 4096 * 2 + 68608)  / 1024 = 100M

年轻代与老年代

存储在JVM中的Java对象可以划分为两类：

活得短的与活的久的

分为：年轻代 + 老年代

年轻代结构

 老年代结构

 调整   《新生代和老年代》   在堆结构的占比

 默认堆分为3份，新生代占1份，老年代占2份

通过上述命令：

　　　　　　　　新生代占1份，老年代占4份

调整《年轻代，Eden空间和另外两个Survivor空间比例》

默认年轻代配比：Eden占8份，Survivor0占1份，Survivor1占1份

通过上述指令：

　　　　　　　　Eden占10份，Survivor0占1份，Survivor1占1份

设置《年轻代大小》

 百分之80的对象都在Eden区死掉了

其它指令：

-XX:-UseAdaptiveSizePolicy

对象分配过程

1. new的对象先放伊甸园区，此区有大小限制
2. 当伊甸园的空间填满时，程序有需要创建对象，JVM的垃圾回收器将对伊甸园区进行垃圾回收（Minor GC），将不再被引用的对象进行销毁，再加载新的对象放在伊甸园区
3. 然后对伊甸园区中的剩余对象移动到幸存者0区
4. 如果再次触发垃圾回收，此时上次幸存下来的放到幸存者0区的，如果没有回收，就会放到幸存者1区
5. 如果再次经历垃圾回收，此时会重新放回幸存者0区，接着再去幸存者1区
6. 啥时候去养老区？可以设置次数，默认15次
   1. -XX:MaxTenuringThreshold = <N>进行设置

第一次清理：

 第二次清理：也就是将S0的所有转移到S1，并将Eden内存活下来的类转移到S1，当中，此时S0为空了

 第三次清理：假如S1满了，那么就将部分转移到永久区 + S0区，此时S1区就空了

 总结：

针对幸存者S0，S1，复制之后有交换，谁空谁是to

关于垃圾回收：频繁在新生去收集，很少在养老区收集，几乎不再永久区/元空间收集

 常用调优工具

 Minor GC、Major GC、Full GC

JVM在进行GC时，并非每次都对上面三个内存（新生代、老年代、方法区）区域一起回收的，大部分时候回收的都是新生代

针对HotSpot VM的实现，它里面的GC按照回收区域又分为两大类型：一种是部分收集（Partial GC），一种是整堆收集（Full GC）

Partial GC（部分收集）

不是完整收集整个Java堆的垃圾收集。其中又分为：

　　新生代收集（Minor GC/Young GC）：只是新生代（Eden、S0、S1）的垃圾收集

　　老年代收集（Major GC/old GC）：只是老年代的垃圾收集

　　　　目前，只有CMS GC会有单独收集老年代的行为。

　　　　注意：很多时候Major GC会和Full GC混淆使用，需要具体分辨是老年代回收还是整堆回收。

　　混合收集（Mixed GC）：收集整个新生代以及部分老年代的垃圾收集。

　　　　目前，只有G1 GC会有这种行为

整堆收集（Full GC）：

收集整个Java堆和方法区的垃圾收集

年轻代GC（Minor GC）触发机制：

当年轻代空间不足时，就会触发Minor GC，这里的年轻代指的是Eden满，Survivor满是不会引发GC；每次Minor GC会清理年轻代内存

Minor GC非常频繁，一般回收速度比较快

Minor GC会引发STW，暂停其它用户的线程，等垃圾回收结束，用户线程才恢复运行

老年代GC（MajorGC/Full GC）触发机制：

指发生在老年代的GC，对象从老年代消失时，我们说Major GC或者Full GC发生了

出现Major GC，经常会伴随至少一次的Minor GC，但是不是绝对的-----一般的，老年代空间不足时，会先尝试Minor GC，如果之后空间还不足，则触发major GC

Major GC的速度一般会比Minor GC慢10倍，STW的时间更长

Major GC后，内存还不足，就报OOM

Full GC触发机制

调用System.gc()时，系统建议执行Full GC，但是不必然执行

老年代空间不足

方法区空间不足

通过Minor GC后进入老年代的平均大小    >   老年代的可用内存

由Eden区、survivor space0（from space）区向survivor space1（To space）区复制时，对象大小大于To space可用内存，则把该对象转存到老年代，且老年代的可用内存 < 该对象的大小

full GC是开发或调优中尽量避免的，这样暂时时间会短一些

堆空间分代思想

 

为什么需要Java堆分代？不分代就不能正常工作吗？

答：百分之80的对象都会死的很快，优化GC，免得每次上来就是整体扫描

内存分配策略（或者对象Promotion规则）

对象出生在Eden中-----经过一次Minor GC后存活-----》被Survivor容纳，该对象年龄设置为1-------》往后该对象在Survivor区中每活过一次Minor GC，年龄+1--------》当年龄 》 15，即经过了15次Minor GC，那么就晋升老年代

这个15阈值，可以通过-XX:MaxTenuringThreshold设置

一些原则

针对不同年龄段的对象分配原则如下：

　　优先分配到Eden

　　大对象直接分配到老年代

　　　　尽量避免大对象

　　长期存活的对象分配到老年代

　　动态对象年龄判断

　　　　如果Survivor区中的相同年龄对象的大小总和大于Survicor空间的一半，年龄大于或等于该年龄的对象直接进入老年代，无须等到maxTenuringThreshold

　　空间分配担保

　　　　-XX:HandlePromotionFailure