Java堆內存管理是影響性能的主要因素之一。

堆內存溢出是Java項目非常常見的故障，在解決該問題之前，必須先了解下Java堆內存是怎么工作的。

先看下JAVA堆內存是如何劃分的，如圖：

• JVM內存劃分為堆內存和非堆內存，堆內存分為年輕代（Young Generation）、老年代（Old Generation），非堆內存就一個永久代（Permanent Generation）。
• 年輕代又分為Eden（生成區）和Survivor（生存區）。Survivor區由FromSpace和ToSpace組成。Eden區占大容量，Survivor兩個區占小容量，默認比例是8:1:1。
• 堆內存用途：存放的是對象，垃圾收集器就是收集這些對象，然后根據GC算法回收。
• 非堆內存用途：永久代，也稱為方法區，存儲程序運行時長期存活的對象，比如類的元數據、方法、常量、屬性等。

在JDK1.8版本廢棄了永久代，替代的是元空間（MetaSpace），元空間與永久代上類似，都是方法區的實現，他們最大區別是：元空間并不在JVM中，而是使用本地內存。

元空間有兩個參數：

• MetaspaceSize：初始化元空間大小，控制發生GC閾值。
• MaxMetaspaceSize：限制元空間大小上限，防止異常占用過多物理內存。

為什么移除永久代？

移除永久代原因：為融合HotSpot JVM與JRockit VM（新JVM技術）而做出的改變，因為JRockit沒有永久代。

有了元空間就不再會出現永久代OOM問題了

分代概念

新生成的對象首先放到年輕代Eden區，當Eden空間滿了，觸發Minor GC，存活下來的對象移動到Survivor0區，Survivor0區滿后觸發執行Minor GC，Survivor0區存活對象移動到Survivor1區，這樣保證了一段時間內總有一個survivor區為空。經過多次Minor GC仍然存活的對象移動到老年代。

老年代存儲長期存活的對象，占滿時會觸發Major GC=Full GC，GC期間會停止所有線程等待GC完成，所以對相應要求高的應用盡量減少發生Major GC，避免響應超時。

• Minor GC：清理年輕代
• Major GC：清理老年代
• Full GC：清理整個堆空間，包括年輕代和永久代

所有GC都會停止所有應用進程

為什么分代？

將對象根據存活概率進行分類，對存活時間長的對象，放到固定區，從而減少掃描垃圾時間及GC頻率。針對分類進行不同的垃圾回收算法，對算法揚長避短。

為什么Survivor分為兩塊相等大小的幸存空間？

主要為了解決碎片化。如果內存碎片化嚴重，也就是兩個對象占用不連續的內存，已有的連續內存不夠新對象存放，就會觸發GC。

JVM堆內存常用參數

垃圾回收算法（GC，Garbage Collection）

紅色是標記的非活動對象，綠色是活動對象。

• 標記-清除（Mark-Sweep）

GC分為兩個階段，標記和清除。首先標記所有可回收的對象，在標記完成后統一回收所有被標記的對象。同時會產生不連續的內存碎片。碎片過多會導致以后程序運行時需要分配較大對象時，無法找到足夠的連續內存，而不得已再次觸發GC。

• 復制（Copy）

將內存按容量劃分為兩塊，每次只使用其中一塊。當這一塊內存用完了，就將存活的對象復制到另一塊上，然后再把已使用的內存空間一次清理掉。這樣使得每次都是對半個內存區回收，也不用考慮內存碎片問題，簡單高效。缺點需要兩倍的內存空間。

• 標記-整理（Mark-Compact）

也分為兩個階段，首先標記可回收的對象，再將存活的對象都向一端移動，然后清理掉邊界以外的內存。此方法避免標記-清除算法的碎片問題，同時也避免了復制算法的空間問題。

一般年輕代中執行GC后，會有少量的對象存活，就會選用復制算法，只要付出少量的存活對象復制成本就可以完成收集。

而老年代中因為對象存活率高，沒有額外過多內存空間分配，就需要使用標記-清理或者標記-整理算法來進行回收。

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