JVM快速调优手册01:内存结构(堆内存和非堆内存)

图为Java虚拟机运行时的数据区:

1.方法区

也称"永久代” 、“非堆”，  它用于存储虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、是各个线程共享的内存区域。默认最小值为16MB，最大值为64MB（未验证），能够经过-XX:PermSize 和 -XX:MaxPermSize 参数限制方法区的大小。

运行时常量池：是方法区的一部分，Class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外，还有一项信息是常量池，用于存放编译器生成的各类符号引用，这部份内容将在类加载后放到方法区的运行时常量池中。

2.虚拟机栈

描述的是java 方法执行的内存模型：每一个方法被执行的时候 都会建立一个“栈帧”用于存储局部变量表(包括参数)、操做栈、方法出口等信息。每一个方法被调用到执行完的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。声明周期与线程相同，是线程私有的。

 局部变量表存放了编译器可知的各类基本数据类型(boolean、byte、char、short、int、float、long、 double)、对象引用(引用指针，并不是对象自己)，其中64位长度的long和double类型的数据会占用2个局部变量的空间，其他数据类型只占1 个。局部变量表所需的内存空间在编译期间完成分配，当进入一个方法时，这个方法须要在栈帧中分配多大的局部变量是彻底肯定的，在运行期间栈帧不会改变局部 变量表的大小空间。

3.本地方法栈

 与虚拟机栈基本相似，区别在于虚拟机栈为虚拟机执行的java方法服务，而本地方法栈则是为Native方法服务。

4.堆 

也叫作java 堆、GC堆，是java虚拟机所管理的内存中最大的一块内存区域，也是被各个线程共享的内存区域，在JVM启动时建立。该内存区域存放了对象实例及数组(全部new的对象)。其大小经过-Xms(最小值)和-Xmx(最大值)参数设置，-Xms为JVM启动时申请的最小内存，-Xmx为JVM可申请的最大内存。在JVM启动时，最大内存会被保留下来。为对象内存而保留的地址空间能够被分红年轻代和老年代。

默认当空余堆内存小于40%时，JVM会增大Heap到-Xmx指定的大小，可经过-XX:MinHeapFreeRation=来指定这个比列；当空余堆内存大于70%时，JVM会减少heap的大小到-Xms指定的大小，可经过XX:MaxHeapFreeRation=来指定这个比列，对于运行系统，为避免在运行时频繁调整Heap的大小，一般-Xms与-Xmx的值设成同样。

 

Parameter	Default Value
MinHeapFreeRatio	40
MaxHeapFreeRatio	70
-Xms	3670k
-Xmx	64m

注：若是是64位系统，这些值通常须要扩张30％，来容纳在64位系统下变大的对象。

从J2SE 1.2开始，JVM使用分代收集算法，在不一样年代的区域里使用不一样的算法。堆被划分为新生代和老年代。新生代主要存储新建立的对象和还没有进入老年代的对象。老年代存储通过屡次新生代GC(MinorGC)任然存活的对象。

注1：图中的Perm不是堆内存，是永久代

注2：图中的Virtaul则是各区域还未被分配的内存，即最大内存-当前分配的内存

新生代：

新生代包括一块eden（伊甸园）和2块survivor(一般又称S0和S1或From和To)。大多数对象都是在eden中初始化。而对于2块survivor来讲，总有一块是空的，它会在下一个复制收集过程当中做为eden中的活跃对象和另外一块survivor的目的地。在对象衰老以前（也就是被复制到tenured以前），它们会在两块survivor区域之间以这样的方式复制。可经过-Xmn参数来指定新生代的大小，也能够经过-XX:SurvivorRation来调整Eden Space及Survivor Space的大小。

老年代：

用于存放通过屡次新生代Minor GC依然存活的对象，例如缓存对象，新建的对象也有可能直接进入老年代，主要有两种状况：①.大对象，可经过启动参数设置-XX:PretenureSizeThreshold=1024(单位为字节，默认为0)来表明超过多大时就不在新生代分配，而是直接在老年代分配。②.大的数组对象，即数组中无引用外部对象。

老年代所占的内存大小为-Xmx对应的值减去-Xmn对应的值。

 

5.程序计数器 

是最小的一块内存区域，它的做用是当前线程所执行的字节码的行号指示器，在虚拟机的模型里，字节码解释器工做时就是经过改变这个计数器的值来选取下一条须要执行的字节码指令，分支、循环、异常处理、线程恢复等基础功能都须要依赖计数器完成。