JVM堆

1. 什么是堆

Java 中的堆是 JVM 管理的最大的一块内存空间，主要用于存放Java类的实例对象，其被划分为两个不同的区域：新生代 ( Young )和老年代 ( Old )，其中新生代 ( Young ) 又被划分为：Eden、From Survivor和To Survivor三个区域，如下图所示：

从JDK8开始，Metaspace(元空间)替代了永久代，如下图所示：

无论哪个版本的JDK，其堆内存的划分都没有变化，下面详述Java堆中各个区域。

2.堆的各个区域

1、堆大小 = 新生代( Young ) + 老年代( Old )，其可以通过参数 –Xms、-Xmx 来指定：–Xms用于设置初始分配大小，默认为物理内存的1/16；-Xmx用于设置最大分配内存，默认为物理内存的1/4。默认情况下，新生代 ( Young ) 与老年代 ( Old ) 的比例的值为 1:2 ( 该值可以通过参数 –XX:NewRatio 来指定 )，即：新生代 ( Young ) = 1/3 的堆空间大小，老年代 ( Old ) = 2/3 的堆空间大小，如下代码：

public class Test {

	//-Xms1024m -Xmx1024m -XX:+PrintGCDetails
	public static void main(String[] args) {
		System.out.println("Hello,JVM!");
	}
}

—— JDK8运行结果：

Hello,JVM!
Heap
 	def new generation   total 314560K, used 11185K [0x04800000, 0x19d50000, 0x19d50000)
  		eden space 279616K,   4% used [0x04800000, 0x052ec418, 0x15910000)
  		from space 34944K,   0% used [0x15910000, 0x15910000, 0x17b30000)
  		to   space 34944K,   0% used [0x17b30000, 0x17b30000, 0x19d50000)
 	tenured generation   total 699072K, used 0K [0x19d50000, 0x44800000, 0x44800000)
   		the space 699072K,   0% used [0x19d50000, 0x19d50000, 0x19d50200, 0x44800000)
 	Metaspace       used 1772K, capacity 2242K, committed 2368K, reserved 4480K

注意：total指新生代工作时内存空间大小，而非整个新生代内存空间大小。

2、新生代 ( Young ) 被细分为 Eden 和 两个 Survivor 区域，为了便于区分，两个 Survivor 区域分别被命名为 from 和 to。默认情况下，Eden : from : to = 8 : 1 : 1 ( 可以通过参数 –XX:SurvivorRatio 来设定 )，即： Eden = 8/10 的新生代空间大小，from = to = 1/10 的新生代空间大小。JVM 每次只使用 Eden 和其中的一块 Survivor 区域来为对象服务，所以无论什么时候，总是有一块 Survivor 区域是空闲着的，因此，新生代实际可用的内存空间为 9/10 ( 即90% )的新生代空间。

3、工作原理：

a、Eden区为Java对象分配堆内存，当 Eden 区没有足够空间分配时，JVM发起一次Minor GC，将Eden区仍然存活的对象放入Survivor from区，并清空 Eden 区；
b、Eden区被清空后，继续为新的Java对象分配堆内存；
c、当Eden区再次没有足够空间分配时，JVM对Eden区和Survivor from区同时发起一次 Minor GC，把存活对象放入Survivor to区，同时清空Eden 区和Survivor from区；
d、Eden区继续为新的Java对象分配堆内存，并重复上述过程：Eden区没有足够空间分配时，把Eden区和某个Survivor区的存活对象放到另一个Survivor区；
e、JVM给每个对象设置了一个对象年龄（Age）计数器，每熬过一场Minor GC，对象年龄增加1岁，当它的年龄增加到阈值（默认为15，可以通过-XX：MaxTenuringThreshold 参数自定义该阀值），将被“晋升”到老年代，当 Old 区也被填满时，JVM发起一次 Major GC，对 Old 区进行垃圾回收。