JVM中的堆

引言

本文仅简单记录了JVM规范中堆内存结构，一个结合代码简单分析一下常用参数。关于JVM堆的详细介绍推荐阅读《深入理解Java虚拟机》 。

我们知道对象存放到JVM堆中，更加具体是存放到堆中新生区的伊甸区。而GC也是集中在堆中，一个JVM中的堆内存的大小可以调节的。类加载器读取类之后，需要把类、方法、常量放到方法区中，保存着所有引用类型的真实数据。
在1.7中：堆内存逻辑上分为：新生区、养老区、永久区（但是实际永久区不属于堆），在jdk1.8中已经去掉了永久区，取而代之的是元空间。

补充：永久区或者元空间都是方法区的实现，在JVM规范中方法区被描述为堆的一个逻辑部分， 也会被成为非堆目的就是为了和堆区分开来。

新生区的分类和GC的过程

新生是一个类的诞生、成长、消亡的地方。一个类在这里产生、应用、最后被GC回收。新生区又被分为两部分：伊甸区（Eden space）和幸存者区（Survivor pace） ，所有的类都是在伊甸区被new出来的。幸存区有两个： 0区（Survivor 0 space）和1区（Survivor 1 space）。

当伊甸园的空间用完时，程序又需要创建对象，JVM的垃圾回收器将对伊甸园区进行垃圾回收(Minor GC)，将伊甸园区中的不再被其他对象所引用的对象进行销毁。将存活的对象移动到幸存0区， 此时将对象的年龄设置为1（经历一次GC后，对象仍然存活则对对象的年龄进行加一）。

下一次的Minor GC，会对Eden区和幸存0区的对象进行垃圾回收，存活的对象移动到幸存1区（幸存0区和幸存1区永远都是自由一份空间是空闲状态的，其实分代垃圾收算法中对年轻代的垃圾回收采用就是复制算法），对存活的对象的年龄再加一。当对象的年龄达到一定岁数（默认时15岁）就会挪动到老年代。

若养老区也满了，那么这个时候将产生MajorGC（FullGC），进行养老区的内存清理。若养老区执行了Full GC之后发现依然无法进行对象的保存，就会产生OOM异常“OutOfMemoryError”。

OOM

出现oom:OurOfMemoryError的原因

1. JVM的堆内存不够，可以通过手动设置参数来-Xms,-Xm来调整。
2. 代码中创建了大量的对象，并且长时间不能被垃圾GC回收（存在引用）。

注意：我们设置的堆参数-Xmx，-xms只会作用在堆中的新生区和养老区。

JVM 堆的调优参数

参数	说明	备注
-Xms	初始堆的分配大小，默认为物理内存的六十四分之一
-Xmx	堆的最大分配大小（默认为物理内存的四分之一）
-Xmn	新生代的大小

public class JVM {
    public static void main(String[] args) {
        long maxMemory = Runtime.getRuntime().maxMemory();
        long totalMemory = Runtime.getRuntime().totalMemory();
        System.out.println("虚拟机中试图使用的最大的内存是（最大分配）：" + maxMemory / (double)1024 / 1024 + "MB");
        System.out.println("虚拟机的总内存(初始分配)："+totalMemory/(double)1024/1024+"MB");
    }
}

运行结果

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设置JVM参数
-Xms8m -Xmx8m -XX:+PrintGCDetails
参数是一次设置最大分配8M，初始分配也是8M，并且打印GC的信息
idea中设置

代码没变

package com.mark;

public class JVM {
    public static void main(String[] args) {
        long maxMemory = Runtime.getRuntime().maxMemory();
        long totalMemory = Runtime.getRuntime().totalMemory();
        System.out.println("虚拟机中试图使用的最大的内存是（最大分配）：" + maxMemory / (double)1024 / 1024 + "MB");
        System.out.println("虚拟机的总内存(初始分配)："+totalMemory/(double)1024/1024+"MB");
        System.out.println((2048/1024+5632/1024));
    }
}

运行结果

发生OOM异常的demo

package com.mark;

public class OOM {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "OOM";
        while (true){
            str += str + "OutOfMemoryError";//在堆中不停的实例化对象
        }
    }
}

-Xms8m -Xmx8m -XX:+PrintGCDetails