网站建设初级工程师,天元建设集团有限公司第八建筑工程公司,龙岩资讯,软件项目管理心得体会一、堆#xff08;Heap#xff09;的概述 一个JVM实例只存在一个堆内存#xff0c;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#xff0c;其空间大小也就确定了。是JVM管理的最大一块内存空间。同时#xff0c;堆内存的大小是可以调节的。《Java虚拟…一、堆Heap的概述 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。是JVM管理的最大一块内存空间。同时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堆但在堆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 )。其实从实际使用角度看“几乎”所有的对象实例都在这里分配内存。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。 为了说明对象与栈和堆的关系我们用一段代码
public class SimpleHeap {//属性、成员变量private int id;public SimpleHeap(int id) {this.id id;}public void show() {System.out.println(My ID is id);}public static void main(String[] args) {SimpleHeap sl new SimpleHeap(1);SimpleHeap s2 new SimpleHeap(2);}
} 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因为垃圾收集的时候才会去扫描垃圾。堆是GC ( Garbage Collection垃圾收集器执行垃圾回收的重点区域。
二、堆内存
2.1 内存细分 现代垃圾收集器大部分都基于分代收集理论设计堆空间细分为 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 Generation Space 新生区 Young/New 又被划分为Eden区和survivor区Tenure generation space 养老区 Old/ TenurePermanent 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 Generation Space 新生区 Young/New 又被划分为Eden区和Survivor区Tenure generation space 养老区 Old/TenureMeta Space 元空间 Meta 2.2 常用的相关JVM参数
2.2.1 堆空间大小设置 Java堆区用于存储Java对象实例堆的大小在JVM启动时就已经设定好了可以通过选项-Xmx和-Xms来进行设置。
-Xms用于表示堆区的起始内存等价于-XX:InitialHeapSize-Xmx则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 下面来实践一下写一段代码看看堆内存大小
public class HeapSpaceInitial {public static void main(String[] args) {//返回Java虚拟机中的堆内存总量long initialMemory Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024 / 1024;//返回Java虚拟机试图使用的最大堆内存量long maxMemory Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024 / 1024;System.out.println(-Xms : initialMemory M);System.out.println(-Xmx : maxMemory M);System.out.println(系统内存大小为 initialMemory * 64.0 / 1024 G);System.out.println(系统内存大小为 maxMemory * 4.0 / 1024 G);
}运行结果
-Xms : 15M
-Xmx : 247M
系统内存大小为0.9375G
系统内存大小为0.96484375G 修改一下 -Xms : 580M
-Xmx : 580M
系统内存大小为36.25G
系统内存大小为2.265625G
2.2.2 老年代和新生代比例设置 存储在VM中的Java对象可以被划分为两类一类是生命周期较短的瞬时对象这类对象的创建和消亡都非常迅速另外一类对象的生命周期却非常长在某些极端的情况下还能够与JVM的生命周期保持一致。 Java堆区进一步细分的话可以划分为年轻代(YoungGen和老年代OldGen)。其中年轻代又可以划分为 Eden 空间、Survivor0 空间和 Survivor1空间(有时也叫做from区、to区)。 配置新生代与老年代在堆结构的占比使用 -XX:NewRatio 默认-XX:NewRatio2表示新生代占1老年代占2新生代占整个堆的1/3。
2.2.3 年轻代内的比例设置 在HotSpot中Eden空间和另外两个survivor空间缺省所占的比例是8:1:1开发人员可以通过选项 -XX:SurvivorRatio 调整这个空间比例。比如-XX:SurvivorRatio8。 几乎所有的Java对象都是在Eden区被new出来的。绝大部分的Java对象的销毁都在新生代进行了。IBM公司的专门研究表明新生代中80% 的对象都是“朝生夕死”的。 可以使用选项-Xmn设置新生代最大内存大小。这个参数一般使用默认值就可以了。
2.2.4 利用VisualVM直观查看 我们可以直观地看一下这些比例。随便运行一段不结束的程序
public class EdenSurvivorTest {public static void main(String[] args) {System.out.println(我只是来打个酱油~);try {Thread.sleep(1000000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}
} 我们设置堆的大小为600M 打开visualVM 我们将堆区设置为600M默认-XX:NewRatio2新生代占1/3即200M老年代占2/3即400M。默认-XX:SurvivorRatio8Eden区占8/10即160M两个Survivor区各占1/10即20M。 2.2.5 关闭自适应的内存分配策略 JVM默认是开启自适应内存分配策略的也就是说新生代的811 并不会被严格遵守而是会由虚拟机动态地调整。我们可以使用 -XX:-UseAdaptiveSizePolicy 来关闭自适应的内存分配策略。
三、对象分配过程 为新对象分配内存是一件非常严谨和复杂的任务JVM的设计者们不仅需要考虑内存如何分配、在哪里分配等问题并且由于内存分配算法与内存回收算法密切相关所以还需要考虑GC执行完内存回收后是否会在内存空间中等生内存碎片。
3.1 对象分配的一般过程 下面我们来看看对象分配的过程 new的对象先放伊甸园区。此区有大小限制当伊甸园的空间填满时程序又需要创建对象此时JVM的垃圾回收器将对伊甸园区进行对象进行垃圾回收(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中的剩余对象移动到幸存者0区。幸存者区中会有年龄计数器每活过一次GC年龄就会1。 如果再次触发垃圾回收伊甸园区幸存的对象和幸存者0区中依然没有被回收的对象就会放到幸存者1区。 如果再次经历垃圾回收此时会重新放回幸存者0区接着再去幸存者1区。当幸存者区中的对象超过15岁时就会被分配到老年区。进入老年代的年龄是可以设置的设置参数:
-XX:MaxTenuringThresholdN 。 在养老区相对悠闲。当养老区内存不足时再次触发GCMajor GC进行养老区的内 存清理。 若养老区执行了Major GC之后发现依然无法进行对象的保存就会产生OOM异常。
3.2 对象分配的全过程 这里要注意的是当new出特别大的对象Eden放不下时首先要进行一次YGC还是放不下就直接放到老年代了如果Servivor区满了而Eden区没满此时不会触发YGC。多余的对象会直接放到老年代。 GC频繁在新生区收集很少在养老区收集几乎不在永久区/元空间收集。
四、Young GC、Major GC和 Full GC
4.1 概念区分 JVM在进行GC时并非每次都对三个内存(新生代、老年代;方法区)区域一起回收大部分时候回收的都是新生代。 针对HotSpot VM的实现它里面的GC按照回收区域又分为两大种类型一种是部分收集(Partial GC一种是整堆收集Full GC)
部分收集:不是完整收集整个Java堆的垃圾收集。其中又分为 新生代收集Minor GC / Young GC只是新生代的垃圾收集老年代收集Major GC / Old GC)只是老年代的垃圾收集。 目前只有CMS GC会有单独收集老年代的行为。 注意很多时候Major GC会和Full GC混淆使用需要具体分辨是老年代回收还是整堆回收。
混合收集(Mixed GC)收集整个新生代以及部分老年代的垃圾收集。 目前只有G1 GC会有这种行为
整堆收集Full GC)收集整个java堆和方法区的垃圾收集
4.2 年轻代Gc(Minor GC)触发机制 当年轻代空间不足时就会触发Minor GC这里的年轻代满指的是Eden满Survivor满不会引发GC。 因为Java对象大多都具备朝生夕灭的特性所以 Minor GC非常频繁一般回收速度也比较快。Minor GC会引发STW暂停其它用户的线程等垃圾回收结束用户线程才恢复运行。
4.3 老年代GC (Major GC/Full GC触发机制 出现Major GC经常会伴随至少一次的Minor GC但非绝对的)也就是在老年代空间不足时会先尝试触发Minor GC。如果之后空间还不足则触发Major GC。Major GC的速度一般会比Minor GC慢10倍以上STW的时间更长。如果Major GC后内存还不足就出现OOM。 触发Full GC执行的情况有如下五种 (1调用System.gc()时系统建议执行Full GC但是不必然执行
(2老年代空间不足
(3方法区空间不足
(4通过Minor GC后进入老年代的平均大小大于老年代的可用内存
(5由Eden区、survivor space0 (From Space)区向survivor space1 (ToSpace)区复制时对象大小大于To Space可用内存则把该对象转存到老年代且老年代的可用内存小于该对象大小 总结起来就一点老年代或方法区空间不够用了。
