JVM之堆的体系结构

一、堆的体系结构

Heap 堆一个JVM 实例只存在一个堆内存，堆内存的大小是可以调节的。类加载器读取了类字节码文件后，需要把类、方法、常量、变最放到堆内存中，保存所有引用类型的真实信息，以便执行器执行。
堆内存分为三部分：

Young Generation space 新生区 Young/New
Tenure generation space 养老区 Old/Tenure
Permanent space 永久代 Perm(JDK1.8 修改为MetaSpace，该区域从JVM的堆内存中移动到系统的本地内存；既JDK1.8的堆体系结构=新生代+老年代+MetaSpace)，永久代在逻辑上在堆内存空间，但在物理上永久代与堆是独立的。方法区是规范，JVM的永久代是实现，元空间也是方法区的一个实现

新生区：新生区是类的诞生、成长、消亡的区域，一个类在该这产生、应用，最后被垃圾回收器收集，结束生命。新生区又分为两部分：伊甸区(Eden space)和两个幸存者区(Survivor Space) 或者是Survivor form 和 Survivor to，所有的类都是在伊甸区被new 出来的。当伊甸园的空间用完时，程序又需要创建对象，JVM 的垃圾回收器将对伊甸园区进行垃圾回收(Minor GC ) ，在GC开始的时候，对象只会存在于Eden区和名为“From”的Survivor区，Survivor区“To”是空的。紧接着进行GC，Eden区中所有存活的对象都会被复制到“To”，而在“From”区中，仍存活的对象会根据他们的年龄值来决定去向。年龄达到一定值(年龄阈值，可以通过-XX:MaxTenuringThreshold来设置)的对象会被移动到年老代中，没有达到阈值的对象会被复制到“To”区域。经过这次GC后，Eden区和From区已经被清空。这个时候，“From”和“To”会交换他们的角色，也就是新的“To”就是上次GC前的“From”，新的“From”就是上次GC前的“To”。不管怎样，都会保证名为To的Survivor区域是空的。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。若老年代也满了，那么这个时候将产生 Major GC(Full GC)，进行老年代的内存清理。若老年代执行了Full GC之后发现依然无法释放足够的内存，进行对象的保存，就会产生 OOM 异常 OutOfMemoryError。

如果出现 java.lang.OutOfMemoryError : Java heap space 异常，说明Java 虚拟机的堆内存不够，原因是：
1、Java 虚拟机的堆内存设置不够，可以通过参数 -Xms -Xmx 来调整
2、代码中创建了大量对象，且长时间不能被垃圾收集器收集（存在被引用），需要我们从代码的角度寻找问题

老年代：经历多次Minor GC 依然存活的对象会进入老年代；连接池的对象一般会进入老年代，常驻内存的内存缓存一般也会进入老年代；

新生代到老年代的一般场景：

1、普通情况下通过设置该参数 XX:MaxTenuringThreshold
2、分配的对象空间大于eden space。
3、eden space剩余空间不足分配，且需要分配对象内存不小于eden space总空间的一半，直接分配到老年代，不触发Minor GC。适合-XX:+UseParallelGC、-XX:+UseParallelOldGC，即适合Parallel Scavenge。
4、大对象直接进入老年代，使用-XX:PretenureSizeThreshold参数控制，适合-XX:+UseSerialGC、-XX:+UseParNewGC、-XX:+UseConcMarkSweepGC，即适合Serial和ParNew收集器。

永久区：永久存储区足一个常驻内存区域，用于存放JDK白身所携带的Class , Interface 的元数据，也就是说它存储的是运行环境必须的类信息，被装载进此区域的数据是不会被垃圾收器回收掉的，关闭JVM 才会释放此区域所占的内存。如果出现 java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space ，说明是 Java 虚拟机的永久代 Perm 内存设置不够。一般出现这种情况，都是程序启动需要加载大量的第三方 jar 包。例如：在一个Tomcat下部署很多的应用或者大量动态反射生成的类不断被加载，最终导致Perml区被填满。
Jdkl.6及之前：有永久代，常量池在方法区
Jdkl.7:有永久代，但己经逐步“去水久代”，常量池在堆里
Jdkl.8 及之后：无永久代，常量池在元空间

二、堆参数调优

默认值：

参数设置：-Xms10M -Xmx10M -XX:+PrintGCDetails