【笔记】JVM之堆(一)

2020-07-11 | 阅读：次 |本站总访问量次 | 本站访客数人

栈管运行，堆管存储

1.堆的核心概述

一个JVM实例只存在一个堆内存，堆也是Java内存管理的核心区域
Java堆在JVM启动的时候即被创建，其空间大小也就确定了。是JVM管理的最大一块内存空间。
- 堆内存的大小是可以调节的
《Java虚拟机规范》规定，堆可以处于物理上不连续的内存空间中，但在逻辑上它应该被视为连续的 (虚拟内存)
所有的线程共享Java堆，在这里还可以划分线程私有的缓存区（Thread Local Allocation Buffer,TLAB）
《Java虚拟机规范》中对Java堆的描述是：所有的对象实例以及数组都应该运行时分配在堆上。（The heap is the run-time data area from which memory for all class instances and arrays is allocated)
- “几乎”所有的对象实例都在这里分配内存。—-从实际使用的角度看的。（逃逸=》在栈上分配）
数组和对象可能永远不会存储在栈上，因为栈帧中保存引用，这个引用指向对象或者数组在堆中的位置。（局部变量表：引用，基本数据类型）
在方法结束后，堆中的对象不会马上被移除，仅仅在垃圾收集的时候才会被移除。

堆，是GC（Garbage Collection,垃圾收集器）执行垃圾回收的重点区域。

//-Xms20m -Xmx20m
public class HeapDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("start...");
        try {
            Thread.sleep(1000000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
  
        System.out.println("end...");
    }
}

// -Xms10m -Xmx10m
public class HeapDemo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("start...");
        try {
            Thread.sleep(1000000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
  
        System.out.println("end...");
    }
  
}

用jvisualvm查看每个进程是否都有一个堆（也就是一个JVM实例只存在一个堆内存）

相加结果是10M

2.设置堆内存大小与OOM

内存细分

举例

//-XX:+PrintGCDetails
public class SimpleHeap {
    private int id;//属性、成员变量

    public SimpleHeap(int id) {
        this.id = id;
    }

    public void show() {
        System.out.println("My ID is " + id);
    }
    public static void main(String[] args) {
        SimpleHeap sl = new SimpleHeap(1);
        SimpleHeap s2 = new SimpleHeap(2);

        int[] arr = new int[10];

        Object[] arr1 = new Object[10];
    }
}

输出：

Heap
 PSYoungGen      total 71680K, used 6145K [0x0000000770a00000, 0x0000000775a00000, 0x00000007c0000000)
  eden space 61440K, 10% used [0x0000000770a00000,0x0000000771000640,0x0000000774600000)
  from space 10240K, 0% used [0x0000000775000000,0x0000000775000000,0x0000000775a00000)
  to   space 10240K, 0% used [0x0000000774600000,0x0000000774600000,0x0000000775000000)
 ParOldGen       total 163840K, used 0K [0x00000006d1e00000, 0x00000006dbe00000, 0x0000000770a00000)
  object space 163840K, 0% used [0x00000006d1e00000,0x00000006d1e00000,0x00000006dbe00000)
 Metaspace       used 3150K, capacity 4496K, committed 4864K, reserved 1056768K
  class space    used 343K, capacity 388K, committed 512K, reserved 1048576K

堆空间大小的设置

Java堆区用于存储Java对象实例，那么堆的大小在JVM启动时就已经设定好了，可以通过选项“-Xmx”或者“-Xms”来进行设置
- ”-Xms”用于表示堆区的起始（初始）内存，等价于：-XX：InitialHeapSize
- “-Xmx”用于表示堆区的最大内存，等价于-XX：MaxHeapSize
一旦堆区中的内存大小超过“-Xmx”所指的最大内存时，将会抛出OutOfMemoryError异常
通常会将 -Xms和-Xmx两个参数配置相同的值，其目的是为了能够在Java垃圾回收机制清理完堆区后不需要重新分配计算堆区的大小，从而提高性能。
默认情况下，初始内存大小：物理电脑内存大小/64

最大内存大小：物理电脑内存大小/4

/**
 *https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/unix/java.html
 * 1. 设置堆空间大小的参数
 * -Xms 用来设置堆空间（年轻代+老年代）的初始内存大小
 *      -X 是jvm的运行参数
 *      ms 是memory start
 * -Xmx 用来设置堆空间（年轻代+老年代）的最大内存大小
 *
 * 2. 默认堆空间的大小
 *    初始内存大小：物理电脑内存大小 / 64
 *             最大内存大小：物理电脑内存大小 / 4
 * 3. 手动设置：-Xms600m -Xmx600m
 *     开发中建议将初始堆内存和最大的堆内存设置成相同的值。
 *
 * 4. 查看设置的参数：方式一： jps   /  jstat -gc 进程id
 *                  方式二：-XX:+PrintGCDetails（程序执行完之后，才能打印）
 * @author shkstart  shkstart@126.com
 * @create 2020  20:15
 */
public class HeapSpaceInitial {
    public static void main(String[] args) {

        //返回Java虚拟机中的堆内存总量
        long initialMemory = Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024 / 1024;
        //返回Java虚拟机试图使用的最大堆内存量
        long maxMemory = Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024 / 1024;

        System.out.println("-Xms : " + initialMemory + "M");
        System.out.println("-Xmx : " + maxMemory + "M");

//        System.out.println("系统内存大小为：" + initialMemory * 64.0 / 1024 + "G");
//        System.out.println("系统内存大小为：" + maxMemory * 4.0 / 1024 + "G");

        try {
            Thread.sleep(1000000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

查看设置的参数：

方式一： jps / jstat -gc 进程id（程序运行中）

方式二：-XX:+PrintGCDetails（程序运行完后）

OutOfMemory举例

Class Throwable

java.lang.Object
- java.lang.Throwable

用java内置的可视化工具jvisualvm可以更直观的看到OOM的过程

/**
 * -Xms600m -Xmx600m
 */
public class OOMTest {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Picture> list = new ArrayList<>();
        while(true){
            try {
                Thread.sleep(20);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            list.add(new Picture(new Random().nextInt(1024 * 1024)));
        }
    }
}

class Picture{
    private byte[] pixels;

    public Picture(int length) {
        this.pixels = new byte[length];
    }
}

输出：

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
	at com.atguigu.java.Picture.<init>(OOMTest.java:29)
	at com.atguigu.java.OOMTest.main(OOMTest.java:20)

肖申克赫本