简述Java堆内存模型

 

一、什么是堆内存？

Java中的堆是Java虚拟机管理的一块最大的内存空间，用于存储Java程序中实例化的对象，它可以被划分为两个部分：新生代（Young）和老年代（Old），而新生代（Young）又可以在被划分为Eden、From survive 和To survive三个部分。

从JDK8开始，Metaspace(元空间)替代了永久代，如下图所示 ：

二、Java堆中的各个区域

无论哪个版本的JDK，其堆内存的划分都没有变化，下面详述Java堆中各个区域：

       1、堆大小 = 新生代( Young )  + 老年代( Old )，其可以通过参数 –Xms、-Xmx 来指定：–Xms用于设置初始分配大小，默认为物理内存的1/16；-Xmx用于设置最大分配内存，默认为物理内存的1/4。默认情况下，新生代 ( Young ) 与老年代 ( Old ) 的比例的值为 1:2 ( 该值可以通过参数 –XX:NewRatio 来指定 )，即：新生代 ( Young ) = 1/3 的堆空间大小，老年代 ( Old ) = 2/3 的堆空间大小，如下代码：

public class Test {

	//-Xms1024m -Xmx1024m -XX:+PrintGCDetails//用于限制初始分派内存空间的大小
	public static void main(String[] args) {
		System.out.println("Hello,JVM!");
	}
}

 运行结果：

Hello,JVM!
Heap
 def new generation   total 314560K, used 33555K [0x04a00000, 0x19f50000, 0x19f50000)新生代分配空间大小，该total指新生代工作时内存空间大小，而非整个新生代内存空间大小。

 eden space 279616K,  12% used [0x04a00000, 0x06ac4f10, 0x15b10000)//Eden 279616+34944=314560
 from space 34944K,   0% used [0x15b10000, 0x15b10000, 0x17d30000)//From survive 
 to   space 34944K,   0% used [0x17d30000, 0x17d30000, 0x19f50000)//To survive

 tenured generation   total 699072K, used 0K [0x19f50000, 0x44a00000, 0x44a00000)//老年代分配空间大小
 the space 699072K,   0% used [0x19f50000, 0x19f50000, 0x19f50200, 0x44a00000)

 Metaspace       used 3399K, capacity 3410K, committed 3520K, reserved 4480K//永久代（元空间）

2、新生代 ( Young ) 被细分为 Eden 和 两个 Survivor 区域，为了便于区分，两个 Survivor 区域分别被命名为 from 和 to。默认情况下，Eden : from : to = 8 : 1 : 1 ( 可以通过参数 –XX:SurvivorRatio 来设定 )，即： Eden = 8/10 的新生代空间大小，from = to = 1/10 的新生代空间大小。JVM 每次只使用 Eden 和其中的一块 Survivor 区域来为对象服务，所以无论什么时候，总是有一块 Survivor 区域是空闲着的，因此，新生代实际可用的内存空间为 9/10 ( 即90% )的新生代空间。

3、工作原理：

a、Eden区为Java对象分配堆内存，当 Eden 区没有足够空间分配时，JVM发起一次Minor GC，将Eden区仍然存活的对象放入Survivor from区，并清空 Eden 区； b、Eden区被清空后，继续为新的Java对象分配堆内存； c、当Eden区再次没有足够空间分配时，JVM对Eden区和Survivor from区同时发起一次 Minor GC，把存活对象放入Survivor to区，同时清空Eden 区和Survivor from区； d、Eden区继续为新的Java对象分配堆内存，并重复上述过程：Eden区没有足够空间分配时，把Eden区和某个Survivor区的存活对象放到另一个Survivor区； e、JVM给每个对象设置了一个对象年龄（Age）计数器，每熬过一场Minor GC，对象年龄增加1岁，当它的年龄增加到阈值（默认为15，可以通过-XX：MaxTenuringThreshold 参数自定义该阀值），将被“晋升”到老年代，当 Old 区也被填满时，JVM发起一次 Major GC，对 Old 区进行垃圾回收。

GC日志: 

package jdbc;

public class Test {
	//-Xms5m -Xmx5m -XX:+PrintGCDetails//限制分配空间大小，并输出详细GC日志
	public static void main(String[] args) {
		Object object = new Object();
		object=null;
		System.gc();
	}
}

 

[Full GC (System.gc()) [Tenured: 0K->510K(4096K), 0.0014927 secs] 766K->510K(5952K), [Metaspace: 78K->78K(4480K)], 0.0015413 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
Heap
 def new generation   total 1856K, used 33K [0x04e00000, 0x05000000, 0x05000000)
 eden space 1664K,   2% used [0x04e00000, 0x04e08698, 0x04fa0000)
 from space 192K,   0% used [0x04fa0000, 0x04fa0000, 0x04fd0000)
 to   space 192K,   0% used [0x04fd0000, 0x04fd0000, 0x05000000)
 tenured generation   total 4096K, used 510K [0x05000000, 0x05400000, 0x05400000)
 the space 4096K,  12% used [0x05000000, 0x0507f8b0, 0x0507fa00, 0x05400000)
 Metaspace       used 78K, capacity 2242K, committed 2368K, reserved 4480K

 三、查看JvisualVM

打开“ jdk1.8.0_131 ”目录下的bin目录：

打开 jvisualvm.exe ,即可查看GC行程：