JVM学习笔记5:内存分配_java xmn metaspace-优快云博客

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一：jvm的内存简化架构

二：运行时数据区

Java虚拟机定义了若干种程序运行期间会使用到的运行时数据区，其中有一些会随着虚拟机启动而创建，随着虚拟机的退出而销毁。另外一些则是与线程一一对应的，这些与线程对应的数据区域会随着线程的开始和结束而创建和销毁。其分为pc寄存器（程序计数器）、java虚拟机栈、Java堆、方法区、运行常量池、本地方法栈

PC（Program Counter）寄存器：
a.Java虚拟机可以支持多条线程同时执行，每一条Java虚拟机线程都有自己的pc寄存器。
b.在任意时刻，一条java虚拟机线程只会执行一个方法的代码，这个正在被线程执行的方法称为该线程的当前方法。
c.如果当前方法不是native的，pc寄存器保存java虚拟机正在执行的字节码指令的地址。
d.如果当前方法是native的，pc寄存器的值是undefined
Java虚拟机栈：
a.栈由一系列帧（Frame）组成（因此Java栈也叫做帧栈），是线程私有的
b.帧用来保存一个方法的局部变量、操作数栈（ Java没有寄存器，所有参数传递使用操作数栈）、常量池
指针、动态链接、方法返回值等
c.每一次方法调用创建一个帧，并压栈，退出方法的时候，修改栈顶指针就可以把栈帧中的内容销毁
d.局部变量表存放了编译期可知的各种基本数据类型和引用类型，每个slot存放32位的数据，long、
double占两个槽位
e.栈的优点：存取速度比堆快，仅次于寄存器
e.栈的缺点：存在栈中的数据大小、生存期是在编译期决定的，缺乏灵活性
Java堆：
a.用来存放应用系统创建的对象和数组，所有线程共享Java堆
b.GC主要就管理堆空间，对分代GC来说，堆也是分代的
c.堆的优点：运行期动态分配内存大小，自动进行垃圾回收
d.堆的缺点：效率相对较慢
方法区：
a.方法区是线程共享的，通常用来保存装载的类的结构信息，比如：
运行时常量池字段，方法数据、方法字节码在类、实例、接口初始化用到的特殊方法
b.通常和永久区关联在一起，但具体的跟JVM的实现和版本有关，比如JDK7就把String从方法区移到堆了，JDK8直接去掉永久区，取而代之的是元空间。
c.JVM规范把方法区描述为堆的一个逻辑部分，但它有一个别名称为Non-heap（非堆），应该是为了与Java堆区分开
运行常量池：
a.是Class文件中每个类或接口的常量池表在运行期间的表示形式，通常段、方法、接口等信息
b.在方法区中分配
c.通常在加载类和接口到JVM后，就创建相应的运行时常量池
本地方法栈
在JVM中用来支持native方法执行的栈就是本地方法栈。

三：堆的结构

1：整个堆大小 = 新生代+老年代
2：新生代 = 1个eden区 + 2个survivor区，新生代用来放刚分配的对象
3：老年代=整个堆-新生代，新生中经过垃圾回收，没有回收掉的对象，被复制到老年代。老
年代存储对象比新生年龄大得多，包含一些大对象
4：从前的持久代，用来存放Class、Method等元信息的区域，在JDK8中已经没有了，取而代
之的是元空间(MetaSpace)，元空间并不在虚拟机里面，而是直接使用本地内存。

Heap
 PSYoungGen      total 2048K, used 1169K [0x00000000ffd80000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000)
  eden space 1536K, 76% used [0x00000000ffd80000,0x00000000ffea4738,0x00000000fff00000)
  from space 512K, 0% used [0x00000000fff80000,0x00000000fff80000,0x0000000100000000)
  to   space 512K, 0% used [0x00000000fff00000,0x00000000fff00000,0x00000000fff80000)
 ParOldGen       total 5632K, used 5616K [0x00000000ff800000, 0x00000000ffd80000, 0x00000000ffd80000)
  object space 5632K, 99% used [0x00000000ff800000,0x00000000ffd7c1a8,0x00000000ffd80000)
 Metaspace       used 3213K, capacity 4496K, committed 4864K, reserved 1056768K
  class space    used 349K, capacity 388K, committed 512K, reserved 1048576K

PSYoungGen：新生代情况
PSOldGen：老年代情况，占用空间10240K，10M，这个是老年代的活跃数据情况
Metaspace：元空间。（JDK7 以前为PSPermGen：永久带情况）
Eden Space (heap)：内存最初从这个线程池分配给大部分对象。
Survivor Space (heap)：用于保存在eden space内存池中经过垃圾回收后没有被回收的对象。
Tenured Generation (heap)：用于保持已经在 survivor space内存池中存在了一段时间的对象。
Permanent Generation (non-heap): 保存虚拟机自己的静态(refective)数据，例如类（class）和方法（method）对象。Java虚拟机共享这些类数据。这个区域被分割为只读的和只写的，
Code Cache (non-heap):HotSpot Java虚拟机包括一个用于编译和保存本地代码（native code）的内存，叫做“代码缓存区”（code cache）

四：Jvm参数

Trace跟踪参数
a.可以打印GC的简要信息
-verbose:gc
-XX:+printGC
b.打印GC详细信息
-XX:+PrintGCDetails
c.打印CG发生的时间戳
-XX:+PrintGCTimeStamps
d.指定GC log的位置，以文件输出
-Xloggc:log/gc.log
e.每一次GC后，都打印堆信息
-XX:+PrintHeapAtGC
f.监控类的加载
-XX:+TraceClassLoading
g.打印类的直方图
-XX:+PrintClassHistogram
按下Ctrl+Break后，打印类的信息：分别显示：序号、实例数量、总大小、类型
Java堆的参数

a.Xms：初始堆大小，默认物理内存的1/64（<1g）
b.Xmx：最大堆大小，默认物理内存的1/4（<1G）
建议xms=xmx，好处是避免每次gc后，调整堆的大小，减少系统内存分配开销
c.Xmn：新生代大小，默认整个堆的3/8
d.-XX:NewRatio：新生与老年代的比值，不包含持久代
如果xms=xmx，且设置了xmn的情况下，该参数不需要设置
e.-XX:SurvivorRatio：Eden区和Survivor区的大小比值，设置为8，则两个Survivor区与一
个Eden区的比值为2:8，一个Survivor占整个新生的1/10
f.新建的对象也有可能直接进入老年代，比如：大对象，可通过设置-XX:PretenureSizeThreshold=1024(单位为字节，默认为0)来代表超过多大时就不在新生代分配，而是直接在老年代分配
g. -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError：OOM时导出堆到文件
h. -XX:+HeapDumpPath：导出OOM的路径
i. -XX:OnOutOfMemoryError：在OOM时，执行一个脚本，例如：
-XX:OnOutOfMemoryError=D:/mytest.bat %p

推荐配置

根据实际应用来调整新生代和幸存代的大
官方推荐新生代占堆的3/8
幸存代占新生代的1/10
在OOM时，记得Dump出堆，确保可以排查现场问题

3.Java栈的参数

-Xss
通常只有几百K
决定了函数调用的深度
4.元空间的参数

a.-XX:MetaspaceSize初始空间大小，达到该值就会触发垃圾收集进行类型卸载，同时GC会对该值进行调整：如果释放了大量的空间，就适当降低该值；如果释放了很少的空间，那么在不超过MaxMetaspaceSize时，适当提高该值
b.-XX:MaxMetaspaceSize最大空间，默认是没有限制的
c.-XX:MinMetaspaceFreeRatio在GC之后，最小的Metaspace剩余空间容量的百分比，减少为分配空间所导致的垃圾收集
e.-XX:MaxMetaspaceFreeRatio在GC之后，最大的Metaspace剩余空间容量的百分比，减少为释放空间所导致的垃圾收集