Java之内存模型之堆内存（Heap）

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Java 内存模型之堆内存（Heap）


一、背景知识：内存类型介绍




1、什么是 Perm Gen？

Perm Gen : Permanent Generation

Perm Gen 区是一个特殊的JVM内存区，因为它用来存储用来描述 Class 的
元数据（Class 可以不属于Java语言的一部分，也可以属于），诸如：描述类及其方法。

在大的应用中该区一会儿就满了，并抛出错误：java.lang.OutOfMemoryError: PermGen
然而无论你怎么设置 -Xmx 也不管用。
因为设置其大小的参数不是 -Xmx，而是 -XX:PermGen, -XX:MaxPermGen （不同Java版本略有变化）


2、Heap VS. Stack VS. Perm

Heap（堆内存）：
使用Java语言创建的所有的引用对象类型，都在此存储。并由 GC (Garbage Collection)对其进行管理，
诸如：释放不再被程序引用的对象所占据的内存。

Stack（栈内存）：
与 Heap 相对的是，Stack 存放基础数据类型。诸如：int, char 等。
由程序的执行顺序控制变量的进出栈顺序，而不是由 GC 控制栈内存的管理。

Perm（持久内存）:
用于存储类的元数据。诸如：类的定义，方法的定义等。

Perm 的生命周期与 JVM 绑定，而 Heap 的生命周期与程序绑定。



二、堆内存（Heap） 与 Garbage Collection

理解 GC （Garbage Collection），需要理解 Heap 。

JVM 的 Heap 堆内存在物理上被划分为两部分：Young Gen, Old Gen


1、 JVM 内存管理之：Young Gen

所有新创建的 Object 首先被放在 Young Generation 内存区。
如果 Young Generation 内存区满了，则执行 Garbage Collection 。这种 GC 称为 Minor GC。
Young Generation 区又分为三部分： Eden Memory，Survivor0 Memory (S0)，Survivor1 Memory(S1).


Young Generation 内存区要点：

1、绝大多数新建的 Object 被放在 Eden Memory

2、如果 Eden Memory 内存满了，则进行 GC 操作。
   同时把未被 GC 的 Object 移动到 S0 或 S1 中。
   此时 Minor GC 也会检查和移动 S0 和 S1 中的对象。
   最后使 S0，S1 其中一个置为空。

3、多次 GC 后仍然未被 GC 的 Object 将被移动到 Old Gen 内存区中。
   通常 Object 会被 GC 设定一个轮询的阀值。


2、 JVM 内存管理之：Old Gen

Old Gen 内存区存放了经过多次 Minor GC 后仍然不能被 GC 的 Object。
与 Young Gen 相同，当 Old Gen 区满了之后将执行 GC 操作，该操作称为：Major GC。
耗用的时间也相对较长。

stop-the-world 事件
Young Gen 和 Old Gen 都可以主动触发 stop-the-world 事件，挂起所有任务，执行 GC 操作。
被挂起的任务只有在 GC 执行完毕后，才会恢复执行。
多数情况下， GC 性能调优（GC tuning）就是指降低 stop-the-world 时 GC 执行的时间。


三、Perm Gen

JVM 在 Permanent Generation 或 Perm Gen 内存区中存放应用程序的元数据
（application metadata），用来描述类及其方法的原始信息。
注意：Perm Gen 不是 Heap 的一部分。

Perm Gen 被 JVM 使用于应用程序运行期间（runtime），基于应用所使用到的类。
Perm Gen 中同时包括 Java SE 包中的类。
Perm Gen 只有在执行 Full GC 时才会被 GC。


四、内存管理调优参数

-Xms
设置JVM启动时的堆内存（Heap）的大小

-Xmx For setting the maximum heap size.
设置堆内存（Heap）的最大值

-Xmn
设置 Young Gen 内存区的大小

-XX:PermGen
设置 Perm Gen 内存的初始大小

-XX:MaxPermGen
设置 Perm Gen 内存的最大值

-XX:SurvivorRatio
设置 Eden Gen 与 S0 Gen，S1 Gen 内存的大小比。默认值：8
例如：
Young Gen 大小为 10M，
-XX:SurvivorRatio=2
则：
Eden Gen 的大小为 5，
S0 和 S1 的大小分别为 2.5
   
-XX:NewRatio
设置 Old Gen / Young Gen 的值。默认：2


大部分情况下，默认值不用调。详细请参考 官方文档。


五、Java内存管理之 Garbage Collection


垃圾回收 GC (Garbage Collection) 是 Java 鉴别、移出内存中不再使用的对象，
并释放其所占内存的过程。

Java 语言的一项非常好的特点就是：自动垃圾回收（Automatic GC）。
不像其它语言（例如 C 语言），需要手动释放内存。

Java 的垃圾收集器是一个在后台运行的程序，它检查所有在内存中运行的对象，
并找出那些不再在程序中的任何地方引用到的对象。
这些对象将被声明为程序运行垃圾，以释放其所占的内存，为其它对象继续使用。

GC 的运行步骤：

      1、Marking（标记）：
          这是GC工作的第一步。鉴定出不再使用的对象，并对其进行标记。

      2、Normal Deletion（一般化删除）：
          移除不使用的对象，并释放其所占空间。

      3、Deletion with Compacting（压缩删除）：
          在删除所有不再使用的对象后，所有未被删除的对象将被移动到一起。
          这样可以提高对 new Objects 分配内存时的性能。


这种简单的 Mark 然后 delete 的方式有两点不足：

      1、不高效。新对象刚创建完，还没有被引用时就被删除了。
      2、重复。那些即使一直被程序引用的对象，也要在每次的GC轮询中被检查。








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原文出处：http://lixh1986.iteye.com/blog/2351465

















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引用：
http://www.journaldev.com/2856/java-jvm-memory-model-memory-management-in-java
http://stackoverflow.com/a/4848711/2893073
http://www.cubrid.org/blog/dev-platform/understanding-java-garbage-collection

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