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jvm虚拟机内存区域

分类: 文章 • 2024-05-28 09:25:04

jvm虚拟机内存区域

JVM虚拟机区域总体分两类，heap区和非heap区。即堆内存和非堆内存区域

heap区

Eden Space（伊甸园）
Survivor Space(幸存者区)
Old Gen（老年代）。

Eden Space
字面意思是伊甸园，对象被创建的时候首先放到这个区域，进行垃圾回收后，不能被回收的对象被放入到空的survivor区域。

Survivor Space
幸存者区，用于保存在eden space内存区域中经过垃圾回收后没有被回收的对象。Survivor有两个，分别为To Survivor、 From Survivor，这个两个区域的空间大小是一样的。执行垃圾回收的时候Eden区域不能被回收的对象被放入到空的survivor（也就是To Survivor，同时Eden区域的内存会在垃圾回收的过程中全部释放），另一个survivor（即From Survivor）里不能被回收的对象也会被放入这个survivor（即To Survivor），然后To Survivor 和 From Survivor的标记会互换，始终保证一个survivor是空的。

Eden Space和Survivor Space都属于新生代，新生代中执行的垃圾回收被称之为Minor GC（因为是对新生代进行垃圾回收，所以又被称为Young GC），每一次Young GC后留下来的对象age加1。

Old Gen
老年代，用于存放新生代中经过多次垃圾回收仍然存活的对象，也有可能是新生代分配不了内存的大对象会直接进入老年代。经过多次垃圾回收都没有被回收的对象，这些对象的年代已经足够old了，就会放入到老年代。

当老年代被放满的之后，虚拟机会进行垃圾回收，称之为Major GC。由于Major GC除并发GC外均需对整个堆进行扫描和回收，因此又称为Full GC。

heap区即堆内存，整个堆大小=年轻代大小 + 老年代大小。堆内存默认为物理内存的1/64(<1GB)；默认空余堆内存小于40%时，JVM就会增大堆直到-Xmx的最大限制，可以通过MinHeapFreeRatio参数进行调整；

XX:MinHeapFreeRatio= 指定 jvm heap 在使用率小于 n 的情况下 ,heap 进行收缩 ,Xmx==Xms 的情况下无效 , 如:-XX:MinHeapFreeRatio=30

默认空余堆内存大于70%时，JVM会减少堆直到-Xms的最小限制，可以通过MaxHeapFreeRatio参数进行调整。

-XX:MaxHeapFreeRatio=
指定 jvm heap 在使用率大于 n 的情况下 ,heap 进行扩张 ,Xmx==Xms 的情况下无效 , 如:-XX:MaxHeapFreeRatio=80

下面我们用java代码来看一下最设置最大堆内存以后如何查看其分布
第一步这只最大最小堆内存为10m，最小堆内存也是10m等于没说存粹是为了测试使用

-Xmx10m -Xms10m

maxHeapMemory = Eden+Survivor+Old Gen (最大的堆内存=伊甸园区域+幸存者区+老年代区域)

/*获取最大的堆内存*/
long maxHeapMemory = Runtime.getRuntime().maxMemory() 

   for (MemoryPoolMXBean mp : ManagementFactory.getMemoryPoolMXBeans()) {
            //虚拟机区域名称 如PS Survivor Space
            String psName = mp.getName();

            //虚拟机区域类型 如Heap memory、 Non-heap memory
            String psType =  mp.getType().toString();
            
            //当前类型的区域设置的最大内存空间
            long maxMemory = mp.getUsage().getMax();
            String memory = String.format("%d (%.2f M)", s, (double) s / (1024 * 1024)); 
            System.out.println("psName:"+psName+"psType:"+psType+memory);
        }

非heap区

非heap区又分：

Code Cache(代码缓存区)；
Perm Gen（永久代）；
Jvm Stack(jvm虚拟机栈)；
Local Method Statc(本地方法栈)；

Code Cache
代码缓存区，它主要用于存放JIT所编译的代码。CodeCache代码缓冲区的大小在client模式下默认最大是32m，在server模式下默认是48m，这个值也是可以设置的，它所对应的JVM参数为ReservedCodeCacheSize 和 InitialCodeCacheSize，可以通过如下的方式来为Java程序设置。

-XX:ReservedCodeCacheSize=128m

CodeCache缓存区是可能被充满的，当CodeCache满时，后台会收到CodeCache is full的警告信息，如下所示：

“CompilerThread0” java.lang.OutOfMemoryError: requested 2854248 bytes for Chunk::new. Out of swap space?

注：JIT编译器是在程序运行期间，将Java字节码编译成平台相关的二进制代码。正因为此编译行为发生在程序运行期间，所以该编译器被称为Just-In-Time编译器。

Perm Gen
全称是Permanent Generation space，是指内存的永久保存区域，因而称之为永久代。这个内存区域用于存放Class和Meta的信息，Class在被 Load的时候被放入这个区域。因为Perm里存储的东西永远不会被JVM垃圾回收的，所以如果你的应用程序LOAD很多CLASS的话，就很可能出现PermGen space错误。默认大小为物理内存的1/64。

可以使用XX:PermSize和-XX:MaxPermSize来指定最小值和最大值

Jvm Stack
虚拟机栈是用于描述java方法执行的内存模型。
每个java方法在执行时，会创建一个“栈帧（stack frame）”，栈帧的结构分为“局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口”几个部分（具体的作用会在字节码执行引擎章节中讲到，这里只需要了解栈帧是一个方法执行时所需要数据的结构）。我们常说的“堆内存、栈内存”中的“栈内存”指的便是虚拟机栈，确切地说，指的是虚拟机栈的栈帧中的局部变量表，因为这里存放了一个方法的所有局部变量。
　　
方法调用时，创建栈帧，并压入虚拟机栈；方法执行完毕，栈帧出栈并被销毁
虚拟机栈是线程隔离的，每个线程都有自己独立的虚拟机栈。
jvm虚拟机内存区域
Local Method Statc
常用的是native 修饰符修饰的方法的功能区域
本地方法栈的功能和特点类似于虚拟机栈，均具有线程隔离的特点以及都能抛出*Error和OutOfMemoryError异常。

不同的是，本地方法栈服务的对象是JVM执行的native方法，而虚拟机栈服务的是JVM执行的java方法。如何去服务native方法？native方法使用什么语言实现？怎么组织像栈帧这种为了服务方法的数据结构？虚拟机规范并未给出强制规定，因此不同的虚拟机实可以进行*实现，我们常用的HotSpot虚拟机选择合并了虚拟机栈和本地方法栈。

备注

本文涉及到的一些jvm虚拟机设置注解

-Xmx<n>
指定 jvm 的最大 heap 大小 , 如 :-Xmx=4g 这只最大堆内存为100m

-Xms<n>
指定 jvm 的最小 heap 大小 , 如 :-Xms=4g
高并发场景 建议和-Xmx一样， 防止因为内存收缩／突然增大带来的性能影响。

-Xmn<n>
指定 jvm 中 New Generation 的大小 , 如 :-Xmn256m。 这个参数很影响性能， 如果你的程序需要比较多的临时内存，建议设置到512M， 如果用的少， 尽量降低这个数值， 一般来说128／256足以使用了。

-XX:PermSize=<n>
指定 jvm 中 Perm Generation 的最小值 , 如 :-XX:PermSize=32m。 这个参数需要看你的实际情况，。可以通过jmap 命令看看到底需要多少。

-XX:MaxPermSize=<n>
指定 Perm Generation 的最大值 , 如 :-XX:MaxPermSize=64m

-Xss<n>
指定线程桟大小 , 如 :-Xss128k， 一般来说，webx框架下的应用需要256K。 如果你的程序有大规模的递归行为，请考虑设置到512K／1M。 这个需要全面的测试才能知道。 不过，256K已经很大了。 这个参数对性能的影响比较大的。

-XX:NewRatio=<n>
指定 jvm 中 Old Generation heap size 与 New Generation 的比例 , 在使用 CMS GC 的情况下此参数失效 , 如 :-XX:NewRatio=2

-XX:SurvivorRatio=<n>
指 定 New Generation 中 Eden Space 与一个 Survivor Space 的 heap size 比例 ,-XX:SurvivorRatio=8, 那么在总共 New Generation 为 10m 的情况下 ,Eden Space 为 8m

-XX:MinHeapFreeRatio=<n>
指定 jvm heap 在使用率小于 n 的情况下 ,heap 进行收缩 ,Xmx==Xms 的情况下无效 , 如 :-XX:MinHeapFreeRatio=30

-XX:MaxHeapFreeRatio=<n>
指定 jvm heap 在使用率大于 n 的情况下 ,heap 进行扩张 ,Xmx==Xms 的情况下无效 , 如 :-XX:MaxHeapFreeRatio=70

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