关于后端:Java虚拟机运行时数据区堆

堆在 JVM 启动时被创立，大小也随之确定，是 JVM 最大、最重要的一块内存空间。堆在物理上不间断，而在逻辑上间断。尽管堆是每个线程共享，但 也能够划分线程公有的缓冲区。

简直所有的对象实例和数组都调配在堆中，少部分调配在栈中。对象和数组可能永远不会存储在栈上，栈帧中仅保留援用，而这援用指向堆中的地位。在栈帧完结后，堆中的对象不会马上被移除，仅在垃圾回收时才被移除。

虚拟机的办法区和堆空间，是每个线程共用的，其余数据区为每个线程公有，公有数据区颗粒度较细，难有优化的空间。而共用的数据区，内存调配时能失去较多的内存，所以该数据区是 GC 时的重点。

新生代和老年代

在 Java7 以前，堆空间在逻辑上划分为：新生区 + 老年区 +永恒代 ；在 Java8 及之后分为：新生区 + 老年区 + 元空间

永恒代和元空间，是办法区的具体实现，办法区又叫 non-heap，所以永恒代和元空间实际上不归属于堆，只是逻辑划分而已。

存储在 JVM 的 Java 对象能够被划分成两类，一类是生面周期比拟短的刹时对象，这些类的创立和沦亡都十分迅速；另一类对象的生命周期却十分长，在某些极其状况下，还可能与 JVM 的生命周期放弃始终，如 Runtime 类

为什么要进行内存分带？大量数据表明，不同对象的生命周期不同，70%~90% 的对象时长期对象，对对象进行分代能够更有目标的进行 GC，优化 GC 性能。
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新生代

新生代能够划分为 Eden、Survivor0 和Survivor1，Survivor0 和 Survivor1 有时也叫作 from、to。

• Eden：对象 (简直所有) 最开始创立的地位。
• Survivor0 和 Survivor1：Eden 区没有被 GC 革除的对象会被放到 S0 和 S1 中，S0 和 S1 大小统一，只有一个空间用来存储对象，另一个区用来全量 GC。

绝大部分的 Java 对象都是在新生代销毁，IBM 钻研表明，新生代 80% 的对象都是朝生夕死。

老年代

堆空间除了新生代就是老年代啦。。

对象在堆中的调配过程

1、对象最开始先被调配到 Eden 区，Eden 区满了之后会进行 Young GC，存活下来的对象会被挪动到 Survivor 区 。每个对象都有一个 年龄计数器，在 Eden 区为 0，被挪动到 S 区则变为 1。 S 区满不会触发 YGC。

2、存活在 S 区的对象，在通过第二次 GC 之后能存活下来的，年龄计数器会持续 +1。当 年龄计数器达到 15 后，对应的对象会被挪动 (promotion) 至老年区。该值能够通过 -XX:MaxTenuringThreshold=15 进行设置。

3、当对象占用的空间太大，YGC 前任然超过了 Eden 区的空间时，会间接将该对象调配到老年代。老年代放不下则进行 Full GC，GC 前任然放不下则 OOM。存活在 Eden 区的对象在 YGC 后，S 区放不下，则会间接调配到老年代。

与堆内存设置相干的参数

• -Xms，示意堆的起始内存（新生代和老年代）

全称为 -XX:InitialHeapSize

X 是 JVM 的运行参数，ms 是 memory start。默认单位为字节，有 k、m、g

• -Xmx，示意堆的最大内存

全称为 -XX:MaxHeapSize

默认的堆空间大小：

-Xms = 计算机内存大小 /64

-Xmx = 计算机内存大小 /4

一旦超过了 -Xmx 所制订的最大内存时，将会抛出OutOfMemoryError。通常会将两个参数设置成雷同的值，让垃圾回收完后，不须要从新分隔计算堆区的大小，进而进步性能。

能够通过以下程序查看 JVM 的堆大小：

// -Xms 堆的起始值，s0,s1 区只算其中的一个
long initalMemory = Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024 / 1024
// -Xmx 堆的最大值
long maxMemory = Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024 / 1024
复制代码

敞开自适应的内存调配策略

-XX:-UseAdaptiveSizePolicy：- 为敞开，+ 为开启，默认开启

配置新生代和老年代在对构造的占比

• 默认-XX:NewRatio=2，示意新生代占 1，老年代占 2，新生代占整个堆的 1 /3；能够批改为 -XX:NewRatio=4，示意新生代占 1，老年代占 4，新生代占整个堆的 1 /5
• 在 HotSpot 中，Eden 和 S0、S1 的默认比例为 8:1:1，能够通过-XX:SurvivorRatio= 8 调整比例

配置新生代的最大内存大小

• -Xmn，个别默认即可，有设置就以这个参数为准。

与堆相干的 GC

JVM 在 GC 时，并不是整体进行垃圾收集，而是频繁收集新生代，较少收集老年代，简直不在永恒代 / 元空间收集。

• Minor GC，只对新生代进行垃圾收集，当 Eden 区内存不足时会触发，Survivor 区满不会 GC。
• Major GC，只对老年代进行垃圾收集

  目前只有 CMS GC 会有独自收集老年代的行为

  很多时候 Major GC 会和 Full GC 混同应用，须要具体分辨是老年代回收还是整堆回收

  Major GC 常常会随同 Minor GC，也就是在老年代空间有余时，会尝试先触发 Minor GC，之后空间还有余，则触发 Major GC。Major GC 的速度比 Minor GC 慢十倍以上，STW 工夫也更长。

  尽量避免

• Mixed GC，收集新生代和局部老年代的垃圾，只呈现于 G1 GC
• Full GC，收集整个 Java 堆和办法区的垃圾

  引起 Full GC 的几种状况：调用 System.gc()时，零碎倡议执行 Full GC，然而不必然执行；老年代空间有余；办法区空间有余；Minor GC 后进入老年代的均匀大小大于老年代的可用内存；老年代放不下从 Eden 区过去的大对象；

  尽量避免

堆内存调配策略

• 优先调配到 Eden 区
• 大对象间接调配到老年代，防止程序中呈现过多的大对象
• 长期存活的对象调配到老年代
• 动静对象年龄判断，如果 Survivor 区中雷同年龄的所有对象大小总和大于 S 区空间的一半，年龄大于等于的对象能够间接进入老年代，无需等到 MaxTenuringThreshold 要求的年龄
• 空间调配担保，-XX:HandlePromotionFailure

堆内存的线程公有空间：TLAB

TLAB：ThreadLocal Allocation Buffer

堆区时线程共享的区域，任何线程都能够拜访到堆区中共享数据。因为对象实例创立在 JVM 中十分频繁，因而在并发环境下，从堆区划分内存空间是线程不平安的。为了防止多个线程操作同一地址，须要加锁等机制，加锁影响调配速度。因而有必要为每个线程独自调配一块区域存放数据，该区域存在于 Eden 区中，这种策略也叫 疾速调配策略。

只管不是所有的对象实例都可能在 TLAB 中胜利分配内存，但 JVM 的确将 TLAB 作为内存调配的首选。能够通过-XX:UseTLAB 设置是否开启，默认开启。默认状况下，TLAB 空间十分小，只占 Eden 区的 1%，能够通过 -XX:TLABWasteTargetPercent 进行设置占用的百分比。

一旦对象在 TLAB 调配失败时，JVM 会尝试加锁确保数据操作的原子性，从而间接在 Eden 区调配。