JVM內存管理機制

堆(Heap)和非堆(Non-heap)內存 按照官方的說法：“Java 虛擬機具有一個堆，堆是運行時數據區域，所有類實例和數組的內 存均從此處分配。堆是在 Java 虛擬機啓動時創建的。”“在 JVM 中堆之外的內存稱爲非堆 內存(Non-heap memory)”。可以看出 JVM 主要管理兩種類型的內存：堆和非堆。簡單來說 堆就是 Java 代碼可及的內存，是留給開發人員使用的；非堆就是 JVM 留給 自己用的，所 以方法區、JVM 內部處理或優化所需的內存(如 JIT 編譯後的代碼緩存)、每個類結構(如運 行時常數池、字段和方法數據)以及方法和構造方法 的代碼都在非堆內存中。 堆內存分配 JVM 初始分配的內存由-Xms 指定， 默認是物理內存的 1/64； JVM 最大分配的內存由 -Xmx 指定，默認是物理內存的 1/4。默認空餘堆內存小於 40%時，JVM 就會增大堆直到-Xmx 的 最大限制；空餘堆內存大於 70%時，JVM 會減少堆 直到-Xms 的最小限制。因此服務器一 般設置-Xms、-Xmx 相等以避免在每次 GC 後調整堆的大小。 非堆內存分配 JVM 使 用 -XX:PermSize 設 置 非 堆 內 存 初 始 值 ， 默 認 是 物 理 內 存 的 1/64 ； 由 XX:MaxPermSize 設置最大非堆內存的大小，默認是物理內存的 1/4。 JVM 內存限制(最大值) 首先 JVM 內存限制於實際的最大物理內存(廢話！呵呵)，假設物理內存無限 大的話，JVM 內存的最大值跟操作系統有很大的關係。 簡單的說就 32 位處理器雖然可控內存空間有 4GB, 但是具體的操作系統會給一個限制，這個限制一般是 2GB-3GB（一般來說 Windows 系統 下爲 1.5G-2G，Linux 系統下爲 2G-3G） ，而 64bit 以上的處理器就不會有限制了。 衆所周知，jvm 的內存是受限的，一爲機器的體系架構，二爲操作系統本身。 x86,x86-64,SPARC,.....的內存映射是不同，而各操作系統的內存管理機制也有區別。 1. Heap 設定與垃圾回收 Java Heap 分爲 3 個區，Young，Old 和 Permanent。Young 保 存剛實例化的對象。當該區被填滿時，GC 會將對象移到 Old 區。Permanent 區則負責保存 反射對象，本文不討論該區。JVM 的 Heap 分配可以使用-X 參數設定， -Xms -Xmx -Xmn 初始 Heap 大小 java heap 最大值 young generation 的 heap 大小 JVM 有 2 個 GC 線程。第一個線程負責回收 Heap 的 Young 區。第二個線程在 Heap 不足 時，遍歷 Heap，將 Young 區升級爲 Older 區。Older 區的大小等於-Xmx 減去-Xmn，不能 將-Xms 的值設的過大，因爲第二個線程被迫運行會降低 JVM 的性能。 爲什麼一些程序頻繁發生 GC？有如下原因： l l l l 程序內調用了 System.gc()或 Runtime.gc()。 一些中間件軟件調用自己的 GC 方法，此時需要設置參數禁止這些 GC。 Java 的 Heap 太小，一般默認的 Heap 值都很小。 頻繁實例化對象，Release 對象。此時儘量保存並重用對象，例如使用 StringBuffer() 和 String()。 如果你發現每次 GC 後，Heap 的剩餘空間會是總空間的 50%，這表示你的 Heap 處 於健康狀態。 許多 Server 端的 Java 程序每次 GC 後最好能有 65%的剩餘空間。 經驗之談： 1．Server 端 JVM 最好將-Xms 和-Xmx 設爲相同值。爲了優化 GC，最好讓-Xmn 值約等於 -Xmx 的 1/3[2]。 2．一個 GUI 程序最好是每 10 到 20 秒間運行一次 GC，每次在半秒之內完成[2]。 注意： 1．增加 Heap 的大小雖然會降低 GC 的頻率，但也增加了每次 GC 的時間。並且 GC 運行 時，所有的用戶線程將暫停，也就是 GC 期間，Java 應用程序不做任何工作。 2．Heap 大小並不決定進程的內存使用量。進程的內存使用量要大於-Xmx 定義的值，因爲 Java 爲其他任務分配內存，例如每個線程的 Stack 等。 2．Stack 的設定 每個線程都有他自己的 Stack。 -Xss 每個線程的 Stack 大小 Stack 的大小限制着線程的數量。如果 Stack 過大就好導致內存溢漏。-Xss 參數決定 Stack 大小，例如-Xss1024K。如果 Stack 太小，也會導致 Stack 溢漏。 3．硬件環境 硬件環境也影響 GC 的效率，例如機器的種類，內存，swap 空間，和 CPU 的數量。 如果你的程序需要頻繁創建很多 transient 對象，會導致 JVM 頻繁 GC。這種情況你可以增 加機器的內存，來減少 Swap 空間的使用[2]。 4．4 種 GC 第一種爲單線程 GC，也是默認的 GC。，該 GC 適用於單 CPU 機器。 第二種爲 Throughput GC，是多線程的 GC，適用於多 CPU，使用大量線程的程序。第二 種 GC 與第一種 GC 相似，不同在於 GC 在收集 Young 區是多線程的，但在 Old 區和第一 種一樣，仍然採用單線程。-XX:+UseParallelGC 參數啓動該 GC。 第三種爲 Concurrent Low Pause GC，類似於第一種，適用於多 CPU，並要求縮短因 GC 造成程序停滯的時間。這種 GC 可以在 Old 區的回收同時，運行應用程序。 -XX:+UseConcMarkSweepGC 參數啓動該 GC。 第四種爲 Incremental Low Pause GC，適用於要求縮短因 GC 造成程序停滯的時間。這種 GC 可以在 Young 區回收的同時，回收一部分 Old 區對象。-Xincgc 參數啓動該 GC。