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suringYu

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jvm学习笔记(五)-堆空间

suringYu
2023-11-28 / 0 评论 / 0 点赞 / 53 阅读 / 1,490 字

一、简介

堆(heap)

  • 一个JVM实例(一个进程)只存在一个运行时数据区,也就是只有一个堆,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。
    • 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 fromwhich memory for all class instances and arrays is allocated )
    • 需要补充的是:**“几乎”**所有的对象实例都在这里分配内存。—从实际使用角度看的。
  • 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。
  • 堆,是GC ( Garbage collection,垃圾收集器)执行垃圾回收的重点区域。

二、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( 伊甸)区和Survivor区
    • Tenure generation space 养老区 old/ Tenure
    • 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 Generation Space 新生区 Young /New
      • 又被划分为Eden区和Survivor区
    • Tenure generation space 养老区 old/ Tenure
    • Meta Space 元空间 Meuuta

约定名称:新生区=新生代=年轻代 养老区=老年区=老年代 永久区=永久代

jvm学习-堆空间分代思想

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,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,等价于一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

在开发中建议将Xms和Xmx设置为同样大小,减少频繁的扩容和缩减,避免J和减少vm进行GC后造成系统运行的压力

注: S0 - Survivor 0,S1 - Survivor 1

查看内存占用命令

  • 可以使用运行参数XX:+PrintGCDetails查看对应的内存使用情况
  • jsp / jstat -gc 进程id

在实际使用过程中尽管我们设置了 Xms和Xmx,但是通过使用下面的代码调用出来的往往不是我们设置的值

  • Runtime.getRuntime().totalMemory(); //返回Java虚拟机中堆内存总量
  • Runtime.getRuntime().maxMemory(); //返回Java虚拟机中能使用的堆内存最大内存总量
  • 以上返回的单位为字节

主要是因为我们涉及到垃圾回收,用到了一个复制算法,在使用S0和S1的使用只会使用其中一个,另外一个用作备份。

三、对象分配过程

1、正常情况的对象分配过程

首先看图

2023_11_28__16:32:56:582__1701160375793.png

  1. 新建对象。new的对象都是优先存放在Eden伊甸园区
    • 这里Eden区是有大小限制的
  2. 当Eden伊甸园区空空间满的时候,会进行Minor GC(会和和Survivor 区一起处理),将Eden区中无用的对象回收,最后将新对象存放在Eden区中
  3. 有对象新建了,然后GC过后Survivor 0区有部分对象存活了下了,将标记存活次数+1,然后和新对象一起移动到和Survivor 1区
    • 这里的Survivor 0区、Survivor 1区大小也是有限制的
    • 顺序不一定是Survivor 0区从移到Survivor 1区,谁是空的移动到谁
    • 再次GC存活会重复这一过程
  4. 当某些对象存活次数超过了设置的次数,将会被移动到老年代里去,这里的次数jvm默认是15
    • 可以设置参数:-XX:MaxTenuringThreshold=进行设置。

2、特殊情况下的对象分配

  • 当新对象所需要的空间大小大于GC后的空间大小,将直接分配到老年代。
    • 此处也不会分配到s0或者s1因为,这两个区一般都比Eden区小
  • 当s0或者s1区经过GC后,有存活代数相同的对象占到一半及以上的内存区域,将把这些存活代数相同以及大于此存活代数的移入老年代
    • 这里不许要等到满足设置的存活次数

3、快速分配策略

Thread Local AllocationBuffer

jvm学习-对象分配过程 TLAB

补充

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