一、java內(nèi)存組成介紹：堆(Heap)和非堆(Non-heap)內(nèi)存

按照官方的說法：“Java 虛擬機(jī)具有一個(gè)堆，堆是運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)域，所有類實(shí)例和數(shù)組的內(nèi)存均從此處分配。

堆是在 Java 虛擬機(jī)啟動時(shí)創(chuàng)建的?！薄霸贘VM中堆之外的內(nèi)存稱為非堆內(nèi)存(Non-heap memory)”。可以看出JVM主要管理兩種類型的內(nèi)存：堆和非堆。

簡單來說堆就是Java代碼可及的內(nèi)存，是留給開發(fā)人員使用的；非堆就是JVM留給 自己用的，所以方法區(qū)、JVM內(nèi)部處理或優(yōu)化所需的內(nèi)存(如JIT編譯后的代碼緩存)、每個(gè)類結(jié)構(gòu)(如運(yùn)行時(shí)常數(shù)池、字段和方法數(shù)據(jù))以及方法和構(gòu)造方法 的代碼都在非堆內(nèi)存中。

二、JVM內(nèi)存區(qū)域模型

1.方法區(qū) 也稱”永久代” 、“非堆”， 它用于存儲虛擬機(jī)加載的類信息、常量、靜態(tài)變量、是各個(gè)線程共享的內(nèi)存區(qū)域。默認(rèn)最小值為16MB，最大值為64MB，可以通過-XX:PermSize 和 -XX:MaxPermSize 參數(shù)限制方法區(qū)的大小。

運(yùn)行時(shí)常量池：是方法區(qū)的一部分，其中的主要內(nèi)容來自于JVM對Class的加載。

Class文件中除了有類的版本、字段、方法、接口等描述信息外，還有一項(xiàng)信息是常量池，用于存放編譯器生成的各種符號引用，這部分內(nèi)容將在類加載后放到方法區(qū)的運(yùn)行時(shí)常量池中。

2.虛擬機(jī)棧

描述的是java 方法執(zhí)行的內(nèi)存模型：每個(gè)方法被執(zhí)行的時(shí)候 都會創(chuàng)建一個(gè)“棧幀”用于存儲局部變量表(包括參數(shù))、操作棧、方法出口等信息。每個(gè)方法被調(diào)用到執(zhí)行完的過程，就對應(yīng)著一個(gè)棧幀在虛擬機(jī)棧中從入棧到出棧的過程。聲明周期與線程相同，是線程私有的。

局部變量表存放了編譯器可知的各種基本數(shù)據(jù)類型(boolean、byte、char、short、int、float、long、double)、對象引用(引用指針，并非對象本身)，其中64位長度的long和double類型的數(shù)據(jù)會占用2個(gè)局部變量的空間，其余數(shù)據(jù)類型只占1個(gè)。

局部變量表所需的內(nèi)存空間在編譯期間完成分配，當(dāng)進(jìn)入一個(gè)方法時(shí)，這個(gè)方法需要在棧幀中分配多大的局部變量是完全確定的，在運(yùn)行期間棧幀不會改變局部變量表的大小空間。

3.本地方法棧

與虛擬機(jī)?；绢愃?，區(qū)別在于虛擬機(jī)棧為虛擬機(jī)執(zhí)行的java方法服務(wù)，而本地方法棧則是為Native方法服務(wù)。

4.堆

也叫做java 堆、GC堆是java虛擬機(jī)所管理的內(nèi)存中最大的一塊內(nèi)存區(qū)域，也是被各個(gè)線程共享的內(nèi)存區(qū)域，在JVM啟動時(shí)創(chuàng)建。該內(nèi)存區(qū)域存放了對象實(shí)例及數(shù)組(所有new的對象)。

其大小通過-Xms(最小值)和-Xmx(最大值)參數(shù)設(shè)置，-Xms為JVM啟動時(shí)申請的最小內(nèi)存，默認(rèn)為操作系統(tǒng)物理內(nèi)存的1/64但小于1G，-Xmx為JVM可申請的最大內(nèi)存，默認(rèn)為物理內(nèi)存的1/4但小于1G，默認(rèn)當(dāng)空余堆內(nèi)存小于40%時(shí)，JVM會增大Heap到-Xmx指定的大小，可通過-XX:MinHeapFreeRation=來指定這個(gè)比列；當(dāng)空余堆內(nèi)存大于70%時(shí)，JVM會減小heap的大小到-Xms指定的大小，可通過XX:MaxHeapFreeRation=來指定這個(gè)比列，對于運(yùn)行系統(tǒng)，為避免在運(yùn)行時(shí)頻繁調(diào)整Heap的大小，通常-Xms與-Xmx的值設(shè)成一樣。

由于現(xiàn)在收集器都是采用分代收集算法，堆被劃分為新生代和老年代。新生代主要存儲新創(chuàng)建的對象和尚未進(jìn)入老年代的對象。老年代存儲經(jīng)過多次新生代GC(Minor GC)任然存活的對象。

新生代： 程序新創(chuàng)建的對象都是從新生代分配內(nèi)存，新生代由Eden Space和兩塊相同大小的Survivor Space(通常又稱S0和S1或From和To)構(gòu)成，可通過-Xmn參數(shù)來指定新生代的大小，也可以通過-XX:SurvivorRation來調(diào)整Eden Space及Survivor Space的大小。

老年代： 用于存放經(jīng)過多次新生代GC任然存活的對象，例如緩存對象，新建的對象也有可能直接進(jìn)入老年代，主要有兩種情況：

1、大對象，可通過啟動參數(shù)設(shè)置-XX:PretenureSizeThreshold=1024(單位為字節(jié)，默認(rèn)為0)來代表超過多大時(shí)就不在新生代分配，而是直接在老年代分配。

2、大的數(shù)組對象，切數(shù)組中無引用外部對象。 老年代所占的內(nèi)存大小為-Xmx對應(yīng)的值減去-Xmn對應(yīng)的值。

?

Young?Generation????????即圖中的Eden?+?From?Space?+?To?Space
Eden????????????????????存放新生的對象
Survivor?Space??????????有兩個(gè)，存放每次垃圾回收后存活的對象
Old?Generation??????????Tenured?Generation?即圖中的Old?Space?
????????????????????????主要存放應(yīng)用程序中生命周期長的存活對象

5.程序計(jì)數(shù)器

是最小的一塊內(nèi)存區(qū)域，它的作用是當(dāng)前線程所執(zhí)行的字節(jié)碼的行號指示器，在虛擬機(jī)的模型里，字節(jié)碼解釋器工作時(shí)就是通過改變這個(gè)計(jì)數(shù)器的值來選取下一條需要執(zhí)行的字節(jié)碼指令，分支、循環(huán)、異常處理、線程恢復(fù)等基礎(chǔ)功能都需要依賴計(jì)數(shù)器完成。

三、直接內(nèi)存

直接內(nèi)存并不是虛擬機(jī)內(nèi)存的一部分，也不是Java虛擬機(jī)規(guī)范中定義的內(nèi)存區(qū)域。jdk1.4中新加入的NIO，引入了通道與緩沖區(qū)的IO方式，它可以調(diào)用Native方法直接分配堆外內(nèi)存，這個(gè)堆外內(nèi)存就是本機(jī)內(nèi)存，不會影響到堆內(nèi)存的大小。

四、Java堆內(nèi)存的10個(gè)要點(diǎn)

1. Java堆內(nèi)存是操作系統(tǒng)分配給JVM的內(nèi)存的一部分。

2. 當(dāng)我們創(chuàng)建對象時(shí)，它們存儲在Java堆內(nèi)存中.

3. 為了便于垃圾回收，Java堆空間分成三個(gè)區(qū)域，分別叫作New Generation, Old Generation或叫作Tenured Generation，還有Perm Space。

4. 你可以通過用JVM的命令行選項(xiàng) -Xms, -Xmx, -Xmn來調(diào)整Java堆空間的大小。不要忘了在大小后面加上”M”或者”G”來表示單位。舉個(gè)例子，你可以用 -Xmx256m來設(shè)置堆內(nèi)存最大的大小為256MB。

5. 你可以用JConsole或者 Runtime.maxMemory(), Runtime.totalMemory(), Runtime.freeMemory()來查看Java中堆內(nèi)存的大小。

6. 你可以使用命令“jmap”來獲得heap dump，用“jhat”來分析heap dump。

7. Java堆空間不同于?？臻g，?？臻g是用來儲存調(diào)用棧和局部變量的。

8. Java垃圾回收器是用來將死掉的對象(不再使用的對象)所占用的內(nèi)存回收回來，再釋放到Java堆空間中。

9. 當(dāng)你遇到j(luò)ava.lang.outOfMemoryError時(shí)，不要緊張，有時(shí)候僅僅增加堆空間就可以了，但如果經(jīng)常出現(xiàn)的話，就要看看Java程序中是不是存在內(nèi)存泄露了。

10. 請使用Profiler和Heap dump分析工具來查看Java堆空間，可以查看給每個(gè)對象分配了多少內(nèi)存。

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