【JVM】堆内部划分与对象分配（八）

一、堆的核心概述

1.1、认识堆内存

　　堆与进程

堆针对一个JVM进程来说是唯一的，也就是一个进程只有一个JVM
但是进程包含多个线程，他们是共享同一堆空间的

　　对堆的认识

一个JVM实例只存在一个堆内存，堆也是Java内存管理的核心区域。
Java堆区在JVM启动的时候即被创建，其空间大小也就确定了，堆是JVM管理的最大一块内存空间，并且堆内存的大小是可以调节的。
《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，但在逻辑上它应该被视为连续的。
所有的线程共享Java堆，在这里还可以划分线程私有的缓冲区（Thread Local Allocation Buffer，TLAB）。
《Java虚拟机规范》中对Java堆的描述是：所有的对象实例以及数组都应当在运行时分配在堆上。（The heap is the run-time data area from which memory for all class instances and arrays is allocated）
老师说：从实际使用角度看的，“几乎”所有的对象实例都在这里分配内存。因为还有一些对象是在栈上分配的（逃逸分析，标量替换）
数组和对象可能永远不会存储在栈上，因为栈帧中保存引用，这个引用指向对象或者数组在堆中的位置。
在方法结束后，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。
- 也就是触发了GC的时候，才会进行回收
- 如果堆中对象马上被回收，那么用户线程就会收到影响，因为有stop the word
堆，是GC（Garbage Collection，垃圾收集器）执行垃圾回收的重点区域。

　　栈、堆、方法区关系图如下：

　　【JVM】堆内部划分与对象分配（八）

1.2、堆内存分区

　　堆内存细分　　

Java 7及之前堆内存逻辑上分为三部分：新生区+养老区+永久区
- Young/New Generation Space 新生区，又被划分为Eden区和Survivor区
- Old/Tenure generation space 养老区
- Permanent Space永久区 Perm
Java 8及之后堆内存逻辑上分为三部分：新生区+养老区+元空间
- Young/New Generation Space 新生区，又被划分为Eden区和Survivor区
- Old/Tenure generation space 养老区
- Meta Space 元空间 Meta

　　【JVM】堆内部划分与对象分配（八）

　　注意

约定：新生区 === 新生代 === 年轻代、养老区=== 老年区 === 老年代、永久区 === 永久代
堆空间内部结构，JDK1.8之前从永久代替换成元空间

二、设置堆内存大小与 OOM

2.1、设置堆内存

Java堆区用于存储Java对象实例，那么堆的大小在JVM启动时就已经设定好了，大家可以通过选项"-Xms"和"-Xmx"来进行设置。
- -Xms用于表示堆区的起始内存，等价于**-XX:InitialHeapSize**
- -Xmx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"所指定的最大内存时，将会抛出OutofMemoryError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。
默认情况下:
- 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

默认堆大小示例代码

 1 /**
 2  * 1. 设置堆空间大小的参数
 3  * -Xms 用来设置堆空间（年轻代+老年代）的初始内存大小
 4  *      -X 是jvm的运行参数
 5  *      ms 是memory start
 6  * -Xmx 用来设置堆空间（年轻代+老年代）的最大内存大小
 7  *
 8  * 2. 默认堆空间的大小
 9  *      初始内存大小：物理电脑内存大小 / 64
10  *      最大内存大小：物理电脑内存大小 / 4
11  *
12  * 3. 手动设置：-Xms600m -Xmx600m
13  *     开发中建议将初始堆内存和最大的堆内存设置成相同的值。
14  *
15  * 4. 查看设置的参数：方式一： jps   /  jstat -gc 进程id
16  *                  方式二：-XX:+PrintGCDetails
17  */
18 public class HeapSpaceInitial {
19     public static void main(String[] args) {
20         //返回Java虚拟机中的堆内存总量
21         long initialMemory = Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024 / 1024;
22         //返回Java虚拟机试图使用的最大堆内存量
23         long maxMemory = Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024 / 1024;
24 
25         System.out.println("-Xms : " + initialMemory + "M");
26         System.out.println("-Xmx : " + maxMemory + "M");
27 
28         System.out.println("系统内存大小为：" + initialMemory * 64.0 / 1024 + "G");
29         System.out.println("系统内存大小为：" + maxMemory * 4.0 / 1024 + "G");
30 
31     }
32 }

不加任何启动参数，运行结果（计算结果与系统实际内存大致相同）：
【JVM】堆内部划分与对象分配（八）

设置堆内存大小运行，代码如下：

 1 public class HeapSpaceInitial {
 2     public static void main(String[] args) {
 3         //返回Java虚拟机中的堆内存总量
 4         long initialMemory = Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024 / 1024;
 5         //返回Java虚拟机试图使用的最大堆内存量
 6         long maxMemory = Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024 / 1024;
 7 
 8         System.out.println("-Xms : " + initialMemory + "M");
 9         System.out.println("-Xmx : " + maxMemory + "M");
10 
11 //        System.out.println("系统内存大小为：" + initialMemory * 64.0 / 1024 + "G");
12 //        System.out.println("系统内存大小为：" + maxMemory * 4.0 / 1024 + "G");
13 
14 
15         try {
16             Thread.sleep(1000000);
17         } catch (InterruptedException e) {
18             e.printStackTrace();
19         }
20     }
21 }

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