jvm堆内存和非堆内存(小白入门文，各博客视频基础总结)

Posted 2023-03-21

参考技术A

一:堆内存和非堆内存定义
Java虚拟机具有一个堆(Heap)，堆是运行时数据区域，所有类实例和数组的内存均从此处分配。堆是Java虚拟机启动时创建的。在JVM中堆之外的内u你成为非堆内存(Non-heap memory)。
堆内存以及相应垃圾回收算法
1.堆的大小可以固定，也可以扩大和缩小，堆内存不需要是连续空间。
2.对象创建后进入Eden。年轻代分为Eden和Survivor。Survivor由FromSpace和ToSpace组成。Eden区占大容量，Survivor占小容量，默认比例8:1:1。
MinorGC:采用复制算法。首先把Eden和ServivorFrom区域中存活的对象赋值到ServivorTo区域(如果对象年龄达到老年标准/ServivorTo位置不够了，则复制到老年代)，同时对象年龄+1，然后清空Eden和ServivorFrom中的对象。然后ServivorTo和ServivorFrom互换。
3.老年代
老年代存放生命周期长的内存对象。
老年代对象相对稳定，所以不会频繁GC。在进行MajorGC前一般都先进行一次MinorGC，使新生代的对象进入老年代，导致空间不够用时才触发。当无法找到足够大的连续空间分配给新晋的对象也会提前触发MajorGC进行垃圾回收。
MajorGC:如果使用CMS收集器，采用标记-清除算法。首先扫描老年代，标记所有可回收对象，标记完成后统一回收所有被标记对象。同时会产生不连续的内存碎片。碎片过多会导致以后程序运行需要分配较大对象时，无法找到足够的连续内存，而不得已再次出发GC。否则采用标记-压缩算法。
标记-压缩:在标记可回收对象后，将不可回收对象移向一端，然后清除标记对象。
当老年代也满了装不下时，抛出OOM异常。
二:永久代
内存中永久保存的区域，主要存放Class和Meta（元数据）的信息，Class在被加载的时候被放入永久区域。他和存放实例的区域不同，GC不会再主程序运行期对永久区进行清理。所以也可可能导致永久代区域随着加载Class的增多而胀满，抛出OOM。
Java8中，永久代已经被移除，被一个成为“元数据区”(元空间)的区域所取代。
元空间的本质与永久代类似，都是JVM方法区的实现。不过元空间使用本地内存，永久代在JVM虚拟机中。因此，默认情况下，元空间的大小受本地内存限制。类的元数据放入native memory，字符串常量池和类的静态变量放入java堆中，这样可以加载多少类的元数据就不再由MaxPermSize控制,而是由系统实际可用空间控制。
1元空间解决了永久代的OOM问题，元数据和class对象在永久代容易出现性能问题和内存溢出。
2类的方法信息等比较难确定其大小，对于永久代的大小指定比较困难，小永久代溢出，大老年代溢出。
3永久代会为GC带来不必要的复杂度，回收效率低。
三:堆内存参数调优
1.-Xms 设置初始分配内存大小,默认物理内存1/64
2.-Xmx 设置最大分配内存，默认物理内存1/4
long maxMemory = Runtime.getRuntime().maxMemory(); long totalMemory = Runtime.getRuntime().totalMemory(); System.out.println("最大分配内存"+maxMemory/(double)1024/1024+"MB "+maxMemory/(double)1024/1024/1024+"GB"); System.out.println("默认分配内存"+totalMemory/(double)1024/1024+"MB "+totalMemory/(double)1024/1024/1024+"GB");

JVM中的堆和非堆内存

JVM内存包含以下部分：

• 堆内存，它是Java对象的存储
• 非堆内存，Java用于存储加载的类和其他元数据
• 其他，JVM代码本身，JVM内部结构，加载的探查器代理代码和数据等。

堆

JVM有一个堆，它是运行时数据区，从中分配所有类实例和数组的内存。它是在JVM启动时创建的。

可以使用以下VM选项配置堆大小：

1 2	-Xmx<size> - to set the maximum Java heap size -Xms<size> - to set the initial Java heap size

默认情况下，最大堆大小为64 Mb。

对象的堆内存由自动内存管理系统回收，该系统称为垃圾收集器。堆可以是固定大小，也可以扩展和缩小，具体取决于垃圾收集器的策略。

非堆

此外，JVM还有堆以外的内存，称为非堆内存。它在JVM启动时创建并存储每类结构，例如运行时常量池，字段和方法数据，方法和构造函数的代码，以及实习字符串。

不幸的是，JVM在非堆内存上提供的唯一信息是它的整体大小。没有关于非堆内存内容的详细信息。

非堆内存大小的异常增长可能表示存在潜在问题，在这种情况下，您可以检查以下内容：

• 如果存在类加载问题，例如泄漏的加载器。
• 如果有字符串被大量实施。为了检测这种问题，可以使用对象分配记录。

如果应用程序确实需要大量非堆内存且默认最大大小为64 Mb是不够的，则可以借助-XX:MaxPermSizeVM选项扩大最大大小。例如，-XX:MaxPermSize=128m设置128 Mb的大小。

 

 

 

 

堆栈和堆之间的异同

Similarities and Differences Between Stack and Heap

两者都是Java分配内存的方式，两者都存储在RAM中。但是，为了使事情更容易记住，堆用于动态内存分配，而堆栈用于静态分配。

它存放在哪里？ 在堆栈上分配的变量可以直接从内存访问，因此，这些变量可以非常快速地运行。另一方面，访问堆上的对象需要更多时间。

分配何时发生？ 在堆栈上，编译程序时会发生内存分配。同时，在堆上，它在程序运行时开始。

既然如此，那么在编译之前，如果要使用堆栈，则需要知道需要多少数据和内存。堆栈的另一个限制是它无法处理需要大量内存的大块变量。如果您不知道在运行时需要多少数据，或者您需要大量数据的内存，那么您需要使用堆。

简而言之…

堆栈stack

• 堆栈的大小将随着方法和函数根据需要创建和删除局部变量而变化。
• 分配内存然后随后释放，而无需管理内存分配。
• 堆栈的大小限制，可能会根据您使用的操作系统而有所不同。
• 只要创建它们的函数正在运行，就会存在存储在堆栈中的变量。

堆heap

• 内存不是自动管理的，也不是由管理堆栈的方式由中央处理单元严格管理的。当不再需要这些块时，您需要自己释放已分配的内存。
• 堆很容易发生内存泄漏，其中内存被分配给未使用的对象，并且除此之外的进程将无法使用。
• 堆中没有大小限制。
• 与堆栈相比，堆中的对象访问速度要慢得多。写入堆上的内存也比较慢。

堆栈使用起来更容易，更快，但它带来了很多限制，如果你使用堆，你可以忽略它们。

你什么时候使用堆栈？ 堆栈只能用于占用少量内存的局部变量。好消息是内存分配和管理不会成为您的问题，访问这些对象的速度非常快。它确实受到大小限制以及无法在堆栈上调整变量的事实。

你什么时候使用堆？如果存在需要全局访问的变量，则使用堆来分配内存，而不是只对创建它的方法和函数可用。当你需要大量内存时，堆也很好，因为它对内存大小没有限制。您还可以在堆上调整变量的大小。