JVM运行时数据区(堆内存)

一、基本介绍

栈管运行，堆管存储

一一对应
1. 一个java进程对应一个jvm实例
2. 一个jvm实例对应一个Runtime类
3. 一个Runtime类对应一个堆空间

1. 基本概念

1. Java堆区在Jvm启动后就会被创建，其空间大小就确定了
2. JVM管理的最大的一块内存空间， 空间大小可以调节
3. 堆可以出于物理上不连续的内存空间，但在逻辑上它应该视为连续的
4. 所有的线程共享java堆 
   细分：(线程私有的缓冲区(Thread Local Allocaation Buffer(TLAB）， 堆主存储))

2. 核心概念

1. 所有的  对象实例 和 数组 都在堆上分配内存

2. 数组和对象永远不会存储在栈上，因为栈帧中只保存引用，这个引用
   指向对象或者数组在堆中的位置

3. 方法结束后，堆中对象不会马上被移除，仅在垃圾收集的时候才会被移除

4. 堆，是GC执行的重点区域

3. 内存细分

逻辑上分为三部分：新生代，老年代，元空间

新生代： Young Generation Space(Eden space,  Survivor spaca)

老年代： Tenure Generation Space

元数据区：Meta Space

二、堆空间大小 1. 基本设置

Java堆区用于存储Java对象实例，堆的大小在JVM启动的时候就用已经设定好了

# 1. 参数设置
-Xms:256k
   1. 表示堆区的起始内存(新生代+老年代)
   2. -X: jvm的参数
   3. ms: memory start 

-Xmx: 1028k
   1. 表示堆区的最大内存
   2. mx：memory max


# 2.异常
- 堆区的内存大小超过了-Xmx指定的最大内存时候， 就会抛出 OutOfMemoryError

OutOfMemoryError: Java heap space

# 3.最佳实践
-Xms和-Xmx配置相同的值？ Yes!
-Xms1000M -Xmx1000M

能够在java垃圾回收机制处理完堆区后，不需要重新分隔计算堆区的大小，提高性能
(避免不必要的扩缩容，增大系统压力)


# 4. 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：  物理电脑内存大小/4

package com.nike.erick.d06;

public class Demo05 {
    public static void main(String[] args) {
        //  初始内存，
        long initialMemory = Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024 / 1024;
        //  最大内存
        long maxMemory = Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024 / 1024;

        System.out.println("初始JVM堆内存：" + initialMemory + "M");
        System.out.println("最大JVM堆内存：" + maxMemory + "M");

        System.out.println("本地物理内存：" + initialMemory * 64 / 1024 + "G");
        System.out.println("本地物理内存：" + maxMemory / 1024 * 4 + "G");
    }
}

2. 新生代和老年代

1. 存储在JVM中的java对象被划分为两类
     1.1 生命周期短的瞬时对象，创建和消亡都很快
     1.2 生命周期比较长，极端情况下和JVM的生命周期一样(Runtime类)

2. JVM堆区划分
     2.1 年轻代： Eden， Survivor0和Survivor1（from区和to区）
     2.2 老年代

2.1 内存大小

默认配置
一般不会去修改，如果该项目中的很多的对象时间都很长，则考虑修改
大多数的java都是在Eden中被new出来的，同时也会在Eden中被销毁

1. 新生代和老年代堆中比例

-XX:NewRation=2:  新生代占1，老年代占用2
-XX:NewRation=4:  新生代占1，老年代占用4

# 如何查看参数
jps                                  : 得到端口号
jinfo -flag NewRatio 40402           : 得到比例 

2. 新生代老年代按照指定数字分配
-Xmn100M                     显示指定，以这个为准


3. 新生代中Eden 和另外两个Survivor默认比例是。 8:1:1

-XX:SurvivorRatio=8                 :调整为 8:1:1

#  如何查看
jps                                  : 得到端口号
jinfo -flag SurvivorRatio 40402      : 查看比例

2.2 对象分配过程

1. 新对象在Eden创建，如果满了(可达性算法)，则触发    Minor GC(Young GC)
2. 回收不用的对象， 有用的对象复制到 S0中，并加上版本号
     
3. 第二次Eden满了后，继续触发 Minor GC
4. 将Eden中存活对象和S0的对象放到S1中，其中S0的也去判断哪些可用，可用的版本号加1 
    （ 谁空放谁 ）

5. from区到to区域时候，如果版本号达到15(阈值)，则会Promotion, 放在老年代 
   -XX:MaxTenuringThreshold=15:   手动设置阈值
   假如Survivor满了，同时没有达到阈值，也会放在老年代

tips： Survivor不会触发minor gc, 但是存在垃圾回收过程

特殊情况

3. 常见GC

JVM在进行GC时，并非每次都对上三个内存区域一起回收
大部分回收都是指新生代
垃圾回收的时候，会有STW, 导致用户线程的暂停（标记清除）

HotSpot VM, 垃圾回收分为两类：   部分收集(Partial GC) 和 整堆收集(Full GC)

1. 部分收集： 不是完整收集整个JAVA堆中的垃圾收集
   1.1 Minor GC:  收集新生代（Eden, S0, S1）
   1.2 Major GC:  收集老年代
    - CMS GC  会单独收集老年代
    
   1.3 Mixed GC: 收集整个新生代以及部分老年代
   - 目前只有G1 GC会有这样的行为

2. 整堆收集(Full GC): 收集整个java堆和方法区

3.1 Minor GC

- 当年轻代Eden空间不足时，就会触发Minor GC, S0/S1满时不会触发
- Java对象大多朝生夕死， Minor GC非常频繁， 回收速度比较快
- Minor GC会引发STW, 暂停其他用户线程

3.2 Major GC

- 发生在老年代的GC
- Major GC触发时，一般至少触发一次Minor GC
   1. 先尝试Minor GC, 如果空间还是不足，则出发Major GC
- Major GC 的速度一般比Minor GC慢10倍以上， STW的时间会更长
- Major GC后，内存还不足，就 OOM

3.3 堆分代思想

为什么要进行堆内存分代

优化GC 性能
1. 如果没有分代，那所有对象都在一块， gc 时候需要所有区域扫描
2. 分代后
   - 朝生夕死的对象，存放在新生代
   - 生命周期长的对象，方法老年代

# 感觉和数据库分表的思想有点像啊

4. 内存分配策略

JVM运行时数据区(堆内存)

Java相关栏目本月热门文章