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【JVM】详解HotSpot、堆与OOM的原理并实现

2021-12-23 18:31:29 作者：互联网

目录

参考文章

Minor GC和Full GC的触发条件

OOM（Out Of Memory）

JVM堆常用配置参数

JVM堆初始内存大小

参考文章

JVM系列-05-方法区-永久带VS元空间_hylexus的博客-CSDN博客_jvm方法区和元空间

Java堆内存又溢出了！教你一招必杀技【附源码】_李振良_阿良_51CTO博客

Java GC种类和触发时机_u011833033的博客-CSDN博客_gc触发时机

JVM（六）JVM优化之常用参数_jwang的博客-CSDN博客_jvm常用调优参数

三种JVM

1.Sun HotSpot

我们学习和是用的都是Sun公司旗下的HotSpot虚拟机，可以通过cmd查看java版本看到

java -version

Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.201-b09, mixed mode)

2.BEA JRockit

3.IBM J9 VM

我们学习的都是：HotSpot

堆（Heap）

在JVM中，java虚拟机栈和本地方法栈都是线程级别的，既每个线程都有对应的本地方法栈和java虚拟机栈

但是堆和方法区，在JVM只有一个，而且堆内存的大小是可以调节的。

可以在IDEA运行设置中配置虚拟机参数和配置程序参数

堆内存的划分

堆内存中被细分为三个区域，分别为

1.年轻代（Young Generation），年轻代又可划分，其中生成区和幸存区的容量大小为8:1:1

1.生成区（伊甸园区）（Eden）

2.幸存区（Survivor），幸存区又可划分为

1.幸存0区（FromSpace）

2.幸存1区（ToSpace）

2.老年代（Old Generation）

3.永久代/元空间（Permanent Generation/MetaSpace）

这里永久代和元空间并不能完全划等号

永久代的演变

jdk1.6之前：是永久代，常量池是在方法区

jdk1.7 : 是永久代，但是慢慢退化了，常量池在非堆中

jdk1.8之后：没有永久代，代替的是元空间，常量池在非堆中

元空间和永久代最大的区别在于：元空间不在虚拟机设置的内存中，而是使用了本地内存

这一点也可以在模拟中看到

当我们配置JVM内存时，将最大内存和初始内存设为1M，并输出GC过程

 -Xms1m -Xmx1m -XX:+PrintGCDetails

我们可以看到年轻代合老年代在虚拟机中的总占比为1.5M

这时虚拟机的内存也为1.5M，说明在jdk1.8中，元空间并不占用jvm内存

方法区与永久代/元空间

方法区和元空间之间的关系非常模糊，方法区和永久代并不等价，但是可以牵强的解释两者等同，但是还是不同的，方法区更类似一个标准，而永久代/元空间实现了这个标准，这就相当于java中接口和接口实现一样，下文有些时候也会将两个等同

Minor GC和Full GC的触发条件

1.当生成区（伊甸园区）（Eden）满后，会触发Minor GC，然后将不能删除的放入幸存区

至于幸存区如何进入老年代，这篇文章给出了解释

2.该文章指出，当对象在幸存区经历了15次Minor CG后，就会被晋升到老年代，这个15也是可以配置的

3.当老年代满后，会触发Full GC，清理老年代

4.当老年代也无法被清理的时候，就会抛出OOM异常

OOM（Out Of Memory）

根据名称就可以很清晰的看出，就是java程序在运行时内存超限了，堆中无法存放

我们可以手动模拟一下堆的溢出（OOM），因为真正内存溢出对于普通的程序较困难实现，所以我们可以将JVM分配的内存手动减少来实现

首先先将JVM的初始分配内存和最大分配内存都设置为2m

然后运行如下代码

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String str="123";
        while(true){
            str+=new Random().nextInt(12345678)+new Random().nextInt(999999999)+new Random().nextInt(999999999);
        }
    }
}

代码的作用是无限向str随机拼接数据，直到程序无法继续运行，最后就会报出OOM

JVM堆常用配置参数

参考文章

1.Java堆参数

-Xms：表示初始堆大小（常用）

例如：-Xms1024m 就代表初始堆大小为1024m

-Xmx：表示最大堆大小（常用）

-Xmn：表示年轻代大小

-XX:NewRatio：设置年轻代和老年代的比值

例如：-XX:NewRatio=3，表示年轻代：老年代 = 1：3，年轻代占1/4

-XX:SurvivorRatio：设置Egen区和两个Survivor区的比值

例如：-XX:SurvivorRatio=3，表示Egen区：两个Survivor区 = 3 ：2，一个Survivor区占1/5

-XX:PermSize：设置永久区初始大小，JDK1.8起无效

-XX:MaxPermSize：设置永久区的最大值，JDK1.8起无效

-XX:MetaspaceSize：初始元空间大小，JDK1.8起有效

-XX:MaxMetaspaceSize：元空间的最大值，JDK1.8起有效

2.垃圾收集器参数

-XX:+UseSerialGC：虚拟机运行在Client模式下的默认值，Serial+Serial Old

-XX:+UseParNewGC：ParNew+Serial Old，在JDK1.8被废弃

-XX:+UseConcMarkSweepGC：ParNew+CMS+Serial Old，Serial Old 收集器将作为 CMS 收集器出现 Concurrent Mode Failure 失败后的后备收集器使用

-XX:+UseParallelGC：虚拟机运行在Server模式下的默认值，Parallel Scavenge+Serial Old(PS Mark Sweep)

-XX:+UseParallelOldGC：Parallel Scavenge+Parallel Old

-XX:+UseG1GC：G1+G1

3.跟踪参数

-XX:+PrintGC：获取GC的初步信息

-XX:+PrintGCDetail：打印GC的详细信息

-XX:+PrintGCTimeStamps：打印GC发生的时间戳

JVM堆初始内存大小

package com.sty;

import java.util.Random;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        //jvm虚拟机试图调用的最大内存
        long maxMemory = Runtime.getRuntime().maxMemory();
        //返回jvm的总内存
        long totalMemory = Runtime.getRuntime().totalMemory();
        System.out.println("maxMemory字节为:"+maxMemory+"     内存为:"+maxMemory/1024*1.0/1024*1.0+"M");
        System.out.println("totalMemory字节为:"+totalMemory+"     内存为:"+totalMemory/1024*1.0/1024*1.0+"M");
    }
}

通过如下代码，运行可以得到jvm虚拟机试图调用的最大内存和返回jvm的总内存

一般来说，试图调用的最大内存为系统内存的1/4，返回jvm的总内存为系统最大内存的1/64。

标签：OOM,虚拟机,HotSpot,永久,XX,GC,内存,JVM
来源： https://blog.csdn.net/Elephant_King/article/details/122110220