Java堆、设置堆内存、年轻代与老年代

Java堆、设置堆内存、年轻代与老年代

堆的概述

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。也就是触发了GC的时候，才会进行回收

如果堆中对象马上被回收，那么用户线程就会收到影响，因为有stop the word

堆，是GC（ ，垃圾收集器）执行垃圾回收的重点区域。

随着JVM的迭代升级，原来一些绝对的事情，在后续版本中也开始有了特例，变的不再那么绝对。

堆内存细分

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 8及之后堆内存逻辑上分为三部分：新生区+养老区+元空间

jdk8将永久代换成了元空间

可视化查看堆内存

运行下面代码

public class HeapDemo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("start...");
        try {
            TimeUnit.MINUTES.sleep(30);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("end...");
    }
}

双击jdk目录下的.exe程序

工具 -> 插件 -> 安装 GC插件

我的因为已经安装，所以没有显示

如果显示安装失败

解决方法：访问页面：

找到对应的版本，我的是jdk8 131所以直接复制地址就行

覆盖后再次点击安装就可成功

3. 运行上面的代码，可以看到堆中的内存变化

设置堆内存大小与 OOM设置堆内存一旦堆区中的内存大小超过“-Xmx”所指定的最大内存时，将会抛出异常。通常会将-Xms和-Xmx两个参数配置相同的值默认情况下:

/**
 * 1. 设置堆空间大小的参数
 * -Xms 用来设置堆空间（年轻代+老年代）的初始内存大小
 *      -X 是jvm的运行参数
 *      ms 是memory start
 * -Xmx 用来设置堆空间（年轻代+老年代）的最大内存大小
 *
 * 2. 默认堆空间的大小
 *    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
 * 3. 手动设置：-Xms600m -Xmx600m
 *     开发中建议将初始堆内存和最大的堆内存设置成相同的值。
 *
 * 4. 查看设置的参数：方式一： jps   /  jstat -gc 进程id
 *                  方式二：-XX:+PrintGCDetails
 */
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");
        try {
            Thread.sleep(1000000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

电脑内存大小是16G，不足16G的原因是操作系统自身还占据了一些。

两个不一样的原因待会再说

将虚拟机的堆内存设置为- -时，再次运行上面代码：

为什么对内存为575M，会少25M

方式一： 首先使用jps， 然后使用 jstat -gc 进程id

SOC: S0区总共容量
S1C: S1区总共容量
S0U: S0区使用的量
S1U: S1区使用的量
EC: 伊甸园区总共容量
EU: 伊甸园区使用的量
OC: 老年代总共容量
OU: 老年代使用的量

1、

25600+25600++ =

/1024 = 600M

2、

25600++ =

/1024 = 575M

3、并非巧合，S0区和S1区两个只有一个能使用，另一个用不了（后面会详解）

方式二：-XX:+

在idea 中加入参数

会显示堆内存的使用情况

OOM

public class OOMTest {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Picture> list = new ArrayList();
        while(true){
            try {
                Thread.sleep(20);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            // 不断的创建大内存的对象
            list.add(new Picture(new Random().nextInt(1024 * 1024)));
        }
    }
}
class Picture{
    private byte[] pixels;
	
    public Picture(int length) {
        this.pixels = new byte[length];
    }
}

设置堆内存为600M

[GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 153395K->25589K(179200K)] 153395K->123342K(588800K), 0.0147738 secs] [Times: user=0.00 sys=0.02, real=0.01 secs] 
[GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 178894K->25583K(179200K)] 276647K->269472K(588800K), 0.0196213 secs] [Times: user=0.00 sys=0.08, real=0.02 secs] 
[GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 178598K->25580K(179200K)] 422487K->418217K(588800K), 0.0272733 secs] [Times: user=0.01 sys=0.14, real=0.03 secs] 
[Full GC (Ergonomics) [PSYoungGen: 25580K->8801K(179200K)] [ParOldGen: 392637K->409204K(409600K)] 418217K->418005K(588800K), [Metaspace: 9044K->9044K(1058816K)], 0.0530591 secs] [Times: user=0.02 sys=0.02, real=0.05 secs] 
[Full GC (Ergonomics) [PSYoungGen: 162238K->159030K(179200K)] [ParOldGen: 409204K->409200K(409600K)] 571443K->568231K(588800K), [Metaspace: 9101K->9101K(1058816K)], 0.0176950 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.02 secs] 
[Full GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 159030K->159027K(179200K)] [ParOldGen: 409200K->408839K(409600K)] 568231K->567866K(588800K), [Metaspace: 9101K->8958K(1058816K)], 0.0464870 secs] [Times: user=0.05 sys=0.00, real=0.05 secs] 
Heap
 PSYoungGen      total 179200K, used 159290K [0x00000000f3800000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000)
  eden space 153600K, 100% used [0x00000000f3800000,0x00000000fce00000,0x00000000fce00000)
  from space 25600K, 22% used [0x00000000fce00000,0x00000000fd38ea28,0x00000000fe700000)
  to   space 25600K, 0% used [0x00000000fe700000,0x00000000fe700000,0x0000000100000000)
 ParOldGen       total 409600K, used 408843K [0x00000000da800000, 0x00000000f3800000, 0x00000000f3800000)
  object space 409600K, 99% used [0x00000000da800000,0x00000000f3742fa8,0x00000000f3800000)
 Metaspace       used 8977K, capacity 9244K, committed 9728K, reserved 1058816K
  class space    used 1051K, capacity 1121K, committed 1280K, reserved 1048576K
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
	at com.atguigu.java.Picture.<init>(OOMTest.java:29)
	at com.atguigu.java.OOMTest.main(OOMTest.java:20)

大对象把堆内存占满了，产生异常

年轻代与老年代

存储在JVM中的Java对象可以被划分为两类：

Java堆区进一步细分的话，可以划分为年轻代（）和老年代（）

其中年轻代又可以划分为Eden空间、空间和空间（有时也叫做from区、to区）

可以修改**-XX:**=4java堆内存设置，表示新生代占1Java堆、设置堆内存、年轻代与老年代，老年代占4，新生代占整个堆的1/5

在中，Eden空间和另外两个空间缺省所占的比例是8 : 1 : 1，

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（有些大的对象在Eden区无法存储时候，将直接进入老年代），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，但这个参数一般使用默认值就可以了。

创建对象流程：

new的对象先放伊甸园区。此区有大小限制。如果伊甸园区放得下，就放在伊甸园区。如果放不下，JVM的垃圾回收器将对伊甸园区进行垃圾回收（），将伊甸园区中的不再被其他对象所引用的对象进行销毁，未被销毁的对象就放入幸存者0区。然后再加载新的对象放到伊甸园区。如果再次触发垃圾回收，此时上次幸存下来的放到幸存者0区的，如果没有回收，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。（幸存者0区和1区不断的相互交换）啥时候能去养老区呢？可以设置次数。默认是15次。可以设置新生区进入养老区的年龄限制在养老区，相对悠闲。当养老区内存不足时，再次触发GC：Major GC，进行养老区的内存清理若养老区执行了Major GC之后java堆内存设置，发现依然无法进行对象的保存，就会产生OOM异常。

对象分配的特殊情况

将对象放到老年区又有两种情况：如果 Eden 区满了，将对象往幸存区拷贝时，发现幸存区放不下啦，那只能便宜了某些新对象，让他们直接晋升至老年区

具体流程图如下：

Minor GC会一直重复这样的过程，直到“To”区被填满即Eden区存活的对象和from区存活的对象很多了，被复制到to区域时，to区域一下子接收装不下了，则“To”区被填满时Java堆、设置堆内存、年轻代与老年代，就不会再进行角色互换变成from了， 而是“To”区被填满之后，会将所有对象移动到年老代中，则“To”区是空的了，即“To”区变成空有两种方式，一是对象从from移动到to区后，角色互换，为空的区域from变成to，to就变成空了的；二是Eden和 from中未达到15岁的对象两者加起来太多，移动到to区填满了，则把填满了to区的对象移动到老年代，此时eden区和from区对象变少了，to区也没经过角色互换，变成空的。

（在将Eden区剩余对象放入to区时，如果放了一部分to区满了就会先将to区中的对象存到老年代从而清空to区，然后再继续往to区放对象）

有个问题，to区域被填满了，to区中的有的对象年龄还没被复制15次java堆内存设置，也会被移动到年老代中吗？

答：Minor GC会一直重复这样的过程,直到“To”区被填满,“To”区被填满之后,会将所有对象移动到年老代中。默认情况下,如果对象年龄达到15岁,就会移动到老年代中。