JVM详解（四）——运行时数据区-堆

一、堆

1、介绍

　　Java运行程序对应一个进程，一个进程就对应一个JVM实例。一个JVM实例就有一个运行时数据区（Runtime），Runtime里面，就只有一个堆，一个方法区。这里也阐述了，方法区和堆是一个进程一份。而一个进程当中，可以有多个线程，那就意味着一个进程中的多个线程会共享堆空间和方法区。
　　一个JVM实例只存在一个堆内存，堆也是Java内存管理的核心区域。堆在JVM启动的时候被创建，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（TLAB）。

JVM详解（四）——运行时数据区-堆-LMLPHP

　　堆空间中，有一部分线程私有的缓冲区，叫TLAB，它不是所有线程共享的区域。

　　《Java虚拟机规范》中对堆的描述是：所有的对象实例以及数组都应当在运行时分配在堆上。其实，从实际使用角度来看，是"几乎"所有的对象实例都在这里分配内存。
　　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执行垃圾回收的重点区域。而频繁的GC会影响用户线程的执行。
　　为什么是几乎？逃逸分析，会去判断在方法中对象是否发生了逃逸，如果没有的话，会在栈上分配。

JVM详解（四）——运行时数据区-堆-LMLPHP

2、堆的内存结构

　　堆空间细分

JVM详解（四）——运行时数据区-堆-LMLPHP

　　JDK7：

JVM详解（四）——运行时数据区-堆-LMLPHP

　　JDK8：

JVM详解（四）——运行时数据区-堆-LMLPHP

　　永久代-->元空间

JVM详解（四）——运行时数据区-堆-LMLPHP

3、设置堆内存大小与OOM

　　Java堆用于存储Java对象实例，在JVM启动时就已经设定好了。可以通过-Xmx和-Xms来进行设置。一旦堆区的内存大小超过-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割计算堆区的大小，从而提高性能。
　　理由：初始设置一个值之后，如果堆空间不够的话，需要不断的扩容。后续不用的话，也需要释放。那么，在服务器使用的时候，堆空间不断的扩容。在空闲的时候，也需要把堆空间做释放，那频繁的扩展和释放，会造成不必要的系统压力。
　　默认情况下，初始内存大小：物理电脑内存大小/64。最大内存：物理电脑内存大小/4。
　　代码示例：设置堆内存大小

 1 // 默认情况
 2 public class Main {
 3     public static void main(String[] args) {
 4
 5         // 返回Java虚拟机中的堆内存总量
 6         long initialMemory = Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024 / 1024;
 7         // 返回Java虚拟机试图使用的最大堆内存量
 8         long maxMemory = Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024 / 1024;
 9
10         System.out.println("-Xms : " + initialMemory + "M");
11         System.out.println("-Xmx : " + maxMemory + "M");
12
13         System.out.println("系统内存大小为：" + initialMemory * 64.0 / 1024 + "G");
14         System.out.println("系统内存大小为：" + maxMemory * 4.0 / 1024 + "G");
15
16 //        try {
17 //            Thread.sleep(1000000);
18 //        } catch (InterruptedException e) {
19 //            e.printStackTrace();
20 //        }
21     }
22 }
23
24 // 默认值
25 // -Xms : 245M (约为 16G / 64)
26 // -Xmx : 3628M
27 // 系统内存大小为：15.3125G (这个值约等于系统内存)
28 // 系统内存大小为：14.171875G
29
30 // 设置堆参数：-Xms600m -Xmx600m
31 // -Xms : 575M
32 // -Xmx : 575M

Craftsman-L