内存区域：Heap (堆区）

堆区的介绍

我们先来说堆。堆是 OOM 故障最主要的发生区域。它是内存区域中最大的一块区域，被所有线程共享，存储着几乎所有的实例对象、数组。

所有的对象实例以及数组都要在堆上分配，但是随着 JIT 编译器的发展与逃逸分析技术逐渐成熟，栈上分配、标量替换优化技术将会导致一些微妙的变化发生，所有的对象都分配在堆上也渐渐变得不是那么“绝对”了。

Java 堆是垃圾收集器管理的主要区域，因此很多时候也被称做“GC 堆”。

从内存回收的角度来看，由于现在收集器基本都采用分代收集算法，所以 Java 堆中还可以细分为：新生代和老年代。再细致一点的有 Eden 空间、From Survivor 空间、To Survivor 空间等。

从内存分配的角度来看，线程共享的 Java 堆中可能划分出多个线程私有的分配缓冲区（Thread Local Allocation Buffer,TLAB）。

不过无论如何划分，都与存放内容无关，无论哪个区域，存储的都仍然是对象实例，进一步划分的目的是为了更好地回收内存，或者更快地分配内存。

堆区的调整

根据 Java 虚拟机规范的规定，Java 堆可以处于物理上不连续的内存空间中，只要逻辑上是连续的即可，就像我们的磁盘空间一样。

在实现时，既可以实现成固定大小的，也可以在运行时动态地调整。

如何调整呢？

通过设置如下参数，可以设定堆区的初始值和最大值，比如 -Xms256M -Xmx 1024M，其中 -X 这个字母代表它是 JVM 运行时参数，ms 是 memory start 的简称，

中文意思就是内存初始值，mx 是 memory max 的简称，意思就是最大内存。

值得注意的是，在通常情况下，服务器在运行过程中，堆空间不断地扩容与回缩，会形成不必要的系统压力

所以在线上生产环境中 JVM 的 Xms 和 Xmx 会设置成同样大小，避免在 GC 后调整堆大小时带来的额外压力。

堆的默认空间分配

另外，再强调一下堆空间内存分配的大体情况。

 

这里可能就会有人来问了，你从哪里知道的呢？如果我想配置这个比例，要怎么修改呢？

我先来告诉你怎么看虚拟机的默认配置。命令行上执行如下命令，就可以查看当前 JDK 版本所有默认的 JVM 参数。

java -XX:+PrintFlagsFinal -version

输出

对应的输出应该有几百行，我们这里去看和堆内存分配相关的两个参数

>java -XX:+PrintFlagsFinal -version
[Global flags]
...
uintx InitialSurvivorRatio = 8
uintx NewRatio = 2
...
java version "1.8.0_131"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_131-b11)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.131-b11, mixed mode)

参数解释

因为新生代是由 Eden + S0 + S1 组成的，所以按照上述默认比例，如果 eden 区内存大小是 40M，那么两个 survivor 区就是 5M，整个 young 区就是 50M，

然后可以算出 Old 区内存大小是 100M，堆区总大小就是 150M。

堆溢出演示

/**
 * VM Args：-Xms10m -Xmx10m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
 * @author Richard_Yi
 */
public class HeapOOMTest {

    public static final int _1MB = 1024 * 1024;

    public static void main(String[] args) {
        List<byte[]> byteList = new ArrayList<>(10);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            byte[] bytes = new byte[2 * _1MB];
            byteList.add(bytes);
        }
    }
}

输出

java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
Dumping heap to java_pid32372.hprof ...
Heap dump file created [7774077 bytes in 0.009 secs]
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
    at jvm.HeapOOMTest.main(HeapOOMTest.java:18)

-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 可以让 JVM 在遇到 OOM 异常时，输出堆内信息，

创建一个新对象内存分配流程

 

绝大部分对象在 Eden 区生成，当 Eden 区装填满的时候，会触发 Young Garbage Collection，即 YGC。

垃圾回收的时候，在 Eden 区实现清除策略，没有被引用的对象则直接回收。依然存活的对象会被移送到 Survivor 区。

Survivor 区分为 so 和 s1 两块内存空间。每次 YGC 的时候，它们将存活的对象复制到未使用的那块空间，然后将当前正在使用的空间完全清除，交换两块空间的使用状态。

如果 YGC 要移送的对象大于 Survivor 区容量的上限，则直接移交给老年代。

一个对象也不可能永远呆在新生代，就像人到了 18 岁就会成年一样，在 JVM 中 －XX:MaxTenuringThreshold 参数就是来配置一个对象从新生代晋升到老年代的阈值。

默认值是 15，可以在 Survivor 区交换 14 次之后，晋升至老年代。

上述涉及到一部分垃圾回收的名词，不熟悉的读者可以查阅资料或者看下本系列的垃圾回收章节。