深入浅出JVM(二)之堆内存(Heap)

本文主要是介绍深入浅出JVM(二)之堆内存(Heap)，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

1.堆内存简介

1.1什么是堆内存？

堆内存是java内存中的一种，它的作用是用于存储java中的实例对象和数组，当我们new一个对象或者创建一个数组的时候，就会在堆内存中开辟一段空间给它，用于存放。类加载器读取了类文件后，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

1.2堆内存的特点

1.堆这块区域是JVM中最大的，应用的对象和数据都是存在这个区域.

2.堆这块区域也是线程共享的，也是 gc 主要的回收区.

3.一个JVM实例只存在一个堆内存，堆内存的大小是可以调节的。

4.堆内存的存储特点----先进先出，后进后出

5.堆可以动态地分配内存大小，生存期也不必事先告诉编译器，因为它是在运行时动态分配内存的，但缺点是，由于要在运行时动态分配内存，存取速度较慢

2.堆内存的组成部分

1.堆内存逻辑上由新生代 ( Young ),老年代 ( Old )和永久代(Perm)组成,其中新生代 ( Young )又被划分为：Eden、From Survivor(From区)和To Survivor(T区)三个区域

2.从JDK8开始，Metaspace(元空间)替代了永久代

3.注意事项(重要)

(1) 堆内存逻辑上由新生代 ( Young ),老年代 ( Old )和永久代(Perm)或者Metaspace(元空间)组成. (逻辑上:堆=新生+老年+永久或者元空间)

(2) 堆内存物理上由新生代 ( Young )和老年代 ( Old )组成,也就是堆内存的大小等于新生代的大小+老年代的大小(物理上:堆=新生+老年)

3.堆内存的空间比例分配

1.堆内存的空间分别分给了新生代和老年代,在默认情况下新生代 ( Young ) 占 1/3 的堆空间,老年代 ( Old ) 占2/3 的堆空间

2.新生代 又被划分为：Eden、From Survivor(From区)和To Survivor(To区)三个区域,默认情况下其中 Eden 区占8/10 的新生代空间，from 和to 占 1/10 的新生代空间.(Eden: from : to = 8 : 1 : 1)

4.新生代

新生代是类的诞生、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;新生代又分为两部分:伊甸区(Eden)和两个幸存者区(From区,To区)

4.1新生代的垃圾回收(MinorGC)

所有的类都是在伊甸区被new出来的,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(MinorGC)，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,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。

4.1.1新生的垃圾回收过程(复制->清空->互换)

因为年轻代中的对象基本都是朝生夕死的(80%以上)，所以在年轻代的垃圾回收算法使用的是复制算法

1.eden,From区复制到To区,年龄+1

首先,当Eden区满的时候会触发第一次GC,把还活着的对象拷贝到From区,当Eden区再次触发GC的时候会扫描Eden区和From区域,对这两个区域进行垃圾回收,经过这次回收后还存活的对象,则直接复制到To区域(如果有对象的年龄已经达到了老年的标准,则赋值到老年代区),同时把这些对象的年龄+1

2.清空,eden区,From区

然后,清空Eden和From区中的对象,也即复制之后有交换,谁空谁是to

3.To区和From区互换

最后,To区和From区互换,原To区成为下一次GC时的From区。部分对象会在From区和To区域中复制来复制去,如此交换15次(次数可以调节)最终如果还是存活,就存入到老年代

4.2MinorGC

简单一句说MinorGC的过程就是:复制->清空->互换,在新生代(年轻代)中使用的是MinorGC,这种GC采用的是复制算法;

4.3新生代(年轻代)的参数调节

5.年老代

主要接收由年轻代发送过来的对象,一般情况下,经过了数次Minor GC 之后还会保存下来的对象才会进入到老年代,当老年代内存不足时，将引发 "major GC”，即"Full GC

5.1注意事项

1.若养老区执行了FullGC之后发现依然无法进行对象的保存，就会产生OOM异常“OutOfMemoryError”。

2.如果出现java.lang.OutOfMemoryError: Javaheap space异常，说明Java虚拟机的堆内存不够,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)

5.2Full GC

Full GC是发生在老年代的垃圾收集动作，老年代一般是由标记清除算法或者是标记清除算法与标记整理算法的混合实现,因为老年代里面的对象几乎个个都是在 Survivor 区域中存活过来的,所以,Full GC 发生的次数不会有 Minor GC 那么频繁，并且做一次 Full GC 要比进行一次 Minor GC 的时间更长

6.永久代(1.8之前)

永久代存储区是一个常驻内存区域，用于存放JDK自身所携带的Class,Interface的元数据，也就是说它存储的是运行环境必须的类信息，被装载进此区域的数据是不会被垃圾回收器回收掉的，关闭JVM 才会释放此区域所占用的内存

7.元空间(1.8)

在Java8中，永久代已经被移除，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。默认情况下，元空间的大小仅受本地内存限制。类的元数据放入nativememory, 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再由MaxPermSize控制, 而由系统的实际可用空间来控制。

元空间与永久代之间最大的区别在于：永久代带使用的JVM的堆内存，但是java8以后的元空间并不在虚拟机中而是使用本机物理内存。

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