Jvm Heap 堆（六）

　　1、Heap（Java7之前）

　　　　一个Jvm实例只存在一个堆内存，堆内存的大小是可以调节的。类加器读取了类文件后，需要把类、方法、常变量放到堆内存中，保存所有引用类型的真实信息以方便执行器执行。

　　　　堆内存逻辑上分为三部分：新生+养老+永久

　　        

　　　　新生区

　　　　新生区是类的诞生、成长、消亡的区域，一个类在这里产生，应用，最后被垃圾回收器收集，结束生命。新生区又分为两部分：伊甸区（Eden Space）和幸存者区(Survivor space)，所有的类都是在伊甸区被new出来的。幸村区有两个：0区（Survivor 0 space）和1区（Survivor 1space）。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。然后将伊甸园区中的剩余对象移动到幸存0区。若幸存0区也满了，再对该区进行垃圾回收，然后移动到1区。那如果1区也满了呢？再移动到养老区。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“。

　　如果出现java.lang.OutOfMemoryError:Java heap space异常，说明Java虚拟机的对内存不够。原因有二：

　　（1）Java虚拟机的堆内存设置不够，可以通过参数-Xms、Xmx来调整。

　　（2）代码中创建了大量大对象，并且长时间不能被垃圾收集器收集（存在被引用）

　 Java堆从GC的角度还可以细分为：新生代（Eden区、From Survivor区和To Survivor区）和老年代。

　　

　　                                                 MinorGC的过程(复制->清空->互换)，其中，Eden：From：To = 8：1：1

　　1：eden、SurvivorFrom复制到survivorTo，年龄+1

　　首先，把Eden和SurvivorFrom区域中存活的对象复制到SurvivorTo区域（如果有对象的年龄以及达到了老年的标准，则赋值到老年代区），同时把这些对象的年龄+1（如果SurvivorTo不够位置了就放到老年区）

　  2：清空eden、SurvivorFrom

　　然后，清空Eden和SurvivorFrom中的对象

　　3：SurvivorTo和SurvivorFrom互换

　　最后，SurvivorTo和SurvivorFrom互换，原SurvivorTo成为下一次GC时SurvivorFrom区

　　

　　实际而言，方法区（Method Area）和堆一样，是各个线程共享的内容区域，它用于存储虚拟机加载的：类信息+普通变量+静态变量+编译器编译后的代码等等，虽然JVM规范将方法区描述为堆的一个逻辑部分，但它却还有一个别名叫做Non-Heap（非堆），目的就是要和堆分开。

　　　　对于HotSpot虚拟机，很多开发者习惯将方法区称之为”永久代（Parmaneng Gen）”，但严格本质上说两者不同，或者说使用永久代来实现方法区而已，永久代是方法区（相当于是一个接口interface）的一个实现，jdk1.7的版本中，已经将原来放在永久代的字符串常量池移走。

　　java7的heap如下图所示：

　　

　　Java1.8之后将最初的永久代取消了，由元空间取代。

　　在Java8中，永久代已经被移除了。被一个称为元空间的区域所取代。元空间的本质和永久代类似。

　　元空间与永久代之间最大的区别在于：

　　元空间并不在虚拟机中而是使用本地内存。因此，默认情况下，元空间的大小仅受本地内存限制。类的元数据当如native memeory，字符串池和类的静态变量放入java堆中，这样可以加载多少类的元数据就不在由MaxPermSize控制，而由系统的实际可用空间来控制。

 

　　堆内存空间调整参数

参数名称	描述
-Xms	设置初始分配大小，默认为物理内存的1/64
-Xmx	最大分配内存，默认为物理内存的1/4
-XX:+PrintGCDetails	输出详细的GC处理日志
-XX:+PrintGCTimeStamps	输出GC的时间戳信息
-XX:+PrintGCDateStamps	输出GC的时间戳信息（以日期的形式，如2019-09-15T16:24:24.155+0800）
-XX:+PrintHeapAtGC	在GC进行处理的前后打印堆内存信息
-Xloggc:保存路径	设置日志信息保存文件

 

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        long maxMemory = Runtime.getRuntime().maxMemory();
        long total = Runtime.getRuntime().totalMemory();
        System.out.println("maxmemeory :"+maxMemory+"字节"+(maxMemory/(double)1024/1024)+"MB");
        System.out.println("total :"+total+"字节"+(total/(double)1024/1024)+"MB");

    }

}

　　maxmemeory :1873805312字节1787.0MB
　　total :126877696字节121.0MB

　　我的电脑物理内存是8G，会发现默认初始内存是1/64，即大约121.0M；默认最大分配内存时1/4，即大约1787.0M

　　配置VM options:-Xms2G -Xmx2G -XX:+PrintGCDetails后，会输出jvm运行的详细信息，如下：　

　　　　maxmemeory :2058354688字节1963.0MB
　　　　total :2058354688字节1963.0MB
　　　　Heap
　　　　PSYoungGen total 611840K, used 41984K [0x00000000d5580000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000)
　　　　eden space 524800K, 8% used [0x00000000d5580000,0x00000000d7e801b8,0x00000000f5600000)
　　　　from space 87040K, 0% used [0x00000000fab00000,0x00000000fab00000,0x0000000100000000)
　　　　to space 87040K, 0% used [0x00000000f5600000,0x00000000f5600000,0x00000000fab00000)
　　　　ParOldGen total 1398272K, used 0K [0x0000000080000000, 0x00000000d5580000, 0x00000000d5580000)
　　　　object space 1398272K, 0% used [0x0000000080000000,0x0000000080000000,0x00000000d5580000)
　　　　Metaspace used 3238K, capacity 4496K, committed 4864K, reserved 1056768K
　　　　class space used 350K, capacity 388K, committed 512K, reserved 1048576K

　　配置GC  -Xms2G -Xmx2G -XX:+PrintGCDetails 使其强制产生OOM

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Random random = new Random();
        String string = "0000000000";
        while (true)
        {
            string += string + random.nextInt(8888888)+random.nextInt(8888888);
            string.intern(); //强制产生垃圾
        }
    }
}

[GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 504215K->49540K(611840K)] 504215K->145290K(2010112K), 0.0508276 secs] [Times: user=0.27 sys=0.08, real=0.05 secs]
[GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 538420K->1235K(611840K)] 634170K->384221K(2010112K), 0.1519967 secs] [Times: user=0.42 sys=0.28, real=0.15 secs]
[GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 408791K->1171K(611840K)] 1174746K->958620K(2010112K), 0.1376924 secs] [Times: user=0.73 sys=0.05, real=0.14 secs]
[Full GC (Ergonomics) [PSYoungGen: 192656K->0K(611840K)] [ParOldGen: 1340418K->575542K(1398272K)] 1533074K->575542K(2010112K), [Metaspace: 3318K->3318K(1056768K)], 0.1610330 secs] [Times: user=0.76 sys=0.05, real=0.16 secs]
[Full GC (Ergonomics) [PSYoungGen: 392390K->0K(611840K)] [ParOldGen: 1341482K->384057K(1398272K)] 1733872K->384057K(2010112K), [Metaspace: 3318K->3318K(1056768K)], 0.1103824 secs] [Times: user=0.61 sys=0.00, real=0.11 secs]
[Full GC (Ergonomics) [PSYoungGen: 382969K->0K(611840K)] [ParOldGen: 1149997K->1149997K(1398272K)] 1532967K->1149997K(2010112K), [Metaspace: 3318K->3318K(1056768K)], 0.5124315 secs] [Times: user=1.94 sys=0.05, real=0.51 secs]
[GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 0K->0K(611840K)] 1149997K->1149997K(2010112K), 0.0051481 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.01 secs]
[Full GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 0K->0K(611840K)] [ParOldGen: 1149997K->1149973K(1398272K)] 1149997K->1149973K(2010112K), [Metaspace: 3318K->3318K(1056768K)], 0.5310038 secs] [Times: user=2.56 sys=0.08, real=0.53 secs]
Heap
PSYoungGen total 611840K, used 15045K [0x00000000d5580000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000)
eden space 524800K, 2% used [0x00000000d5580000,0x00000000d64315f0,0x00000000f5600000)
from space 87040K, 0% used [0x00000000fab00000,0x00000000fab00000,0x0000000100000000)
to space 87040K, 0% used [0x00000000f5600000,0x00000000f5600000,0x00000000fab00000)
ParOldGen total 1398272K, used 1149973K [0x0000000080000000, 0x00000000d5580000, 0x00000000d5580000)
object space 1398272K, 82% used [0x0000000080000000,0x00000000c6305700,0x00000000d5580000)
Metaspace used 3350K, capacity 4496K, committed 4864K, reserved 1056768K
class space used 360K, capacity 388K, committed 512K, reserved 1048576K
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

另外，如果不会调整内存的话，可以将Xmx和Xms调成一样的大小既可。