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深入详解JVM内存模型与JVM参数详细配置

对于大多数应用来说,Java 堆(Java Heap)是Java 虚拟机所管理的内存中最大的一块。Java 堆是被所有线程共享的一块内存区域,在虚拟机启动时创建。

作者:佚名来源:今日头条|2018-11-01 10:34

 JVM内存结构

由上图可以清楚的看到JVM的内存空间分为3大部分:

  1. 堆内存
  2. 方法区
  3. 栈内存

其中栈内存可以再细分为java虚拟机栈和本地方法栈,堆内存可以划分为新生代和老年代,新生代中还可以再次划分为Eden区、From Survivor区和To Survivor区。

其中一部分是线程共享的,包括 Java 堆和方法区;另一部分是线程私有的,包括虚拟机栈和本地方法栈,以及程序计数器这一小部分内存。

堆内存(Heap)

对于大多数应用来说,Java 堆(Java Heap)是Java 虚拟机所管理的内存中最大的一块。Java 堆是被所有线程共享的一块内存区域,在虚拟机启动时创建。

此内存区域的唯一目的就是存放对象实例,几乎所有的对象实例都在这里分配内存。

堆内存是所有线程共有的,可以分为两个部分:年轻代和老年代。

下图中的Perm代表的是永久代,但是注意永久代并不属于堆内存中的一部分,同时jdk1.8之后永久代已经被移除。

直通BAT必考题系列:深入详解JVM内存模型与JVM参数详细配置

新生代 ( Young ) 与老年代 ( Old ) 的比例的值为 1:2 ( 该值可以通过参数 –XX:NewRatio 来指定 )

默认的,Eden : from : to = 8 : 1 : 1 ( 可以通过参数 –XX:SurvivorRatio 来设定 ),即: Eden = 8/10 的新生代空间大小,from = to = 1/10 的新生代空间大小。

方法区(Method Area)

方法区也称"永久代",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

在JDK8之前的HotSpot JVM,存放这些”永久的”的区域叫做“永久代(permanent generation)”。永久代是一片连续的堆空间,在JVM启动之前通过在命令行设置参数-XX:MaxPermSize来设定永久代最大可分配的内存空间,默认大小是64M(64位JVM默认是85M)。

随着JDK8的到来,JVM不再有 永久代(PermGen)。但类的元数据信息(metadata)还在,只不过不再是存储在连续的堆空间上,而是移动到叫做“Metaspace”的本地内存(Native memory。

方法区或永生代相关设置

  • -XX:PermSize=64MB 最小尺寸,初始分配
  • -XX:MaxPermSize=256MB 最大允许分配尺寸,按需分配
  • XX:+CMSClassUnloadingEnabled -XX:+CMSPermGenSweepingEnabled 设置垃圾不回收
  • 默认大小
  • -server选项下默认MaxPermSize为64m
  • -client选项下默认MaxPermSize为32m

虚拟机栈(JVM Stack)

描述的是java方法执行的内存模型:每个方法被执行的时候都会创建一个"栈帧",用于存储局部变量表(包括参数)、操作栈、方法出口等信息。每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

本地方法栈(Native Stack)

本地方法栈(Native Method Stacks)与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的,其区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法(也就是字节码)服务,而本地方法栈则是为虚拟机使用到的Native方法服务。

程序计数器(PC Register)

程序计数器是用于标识当前线程执行的字节码文件的行号指示器。多线程情况下,每个线程都具有各自独立的程序计数器,所以该区域是非线程共享的内存区域。

当执行java方法时候,计数器中保存的是字节码文件的行号;当执行Native方法时,计数器的值为空。

直接内存

直接内存并不是虚拟机内存的一部分,也不是Java虚拟机规范中定义的内存区域。jdk1.4中新加入的NIO,引入了通道与缓冲区的IO方式,它可以调用Native方法直接分配堆外内存,这个堆外内存就是本机内存,不会影响到堆内存的大小。

JVM内存参数设置

直通BAT必考题系列:深入详解JVM内存模型与JVM参数详细配置

  • -Xms设置堆的最小空间大小。
  • -Xmx设置堆的最大空间大小。
  • -Xmn:设置年轻代大小
  • -XX:NewSize设置新生代最小空间大小。
  • -XX:MaxNewSize设置新生代最大空间大小。
  • -XX:PermSize设置永久代最小空间大小。
  • -XX:MaxPermSize设置永久代最大空间大小。
  • -Xss设置每个线程的堆栈大小
  • -XX:+UseParallelGC:选择垃圾收集器为并行收集器。此配置仅对年轻代有效。即上述配置下,年轻代使用并发收集,而年老代仍旧使用串行收集。
  • -XX:ParallelGCThreads=20:配置并行收集器的线程数,即:同时多少个线程一起进行垃圾回收。此值最好配置与处理器数目相等。

典型JVM参数配置参考:

  • java-Xmx3550m-Xms3550m-Xmn2g-Xss128k
  • -XX:ParallelGCThreads=20
  • -XX:+UseConcMarkSweepGC-XX:+UseParNewGC

-Xmx3550m:设置JVM最大可用内存为3550M。

-Xms3550m:设置JVM促使内存为3550m。此值可以设置与-Xmx相同,以避免每次垃圾回收完成后JVM重新分配内存。

-Xmn2g:设置年轻代大小为2G。整个堆大小=年轻代大小+年老代大小+持久代大小。持久代一般固定大小为64m,所以增大年轻代后,将会减小年老代大小。此值对系统性能影响较大,官方推荐配置为整个堆的3/8。

-Xss128k:设置每个线程的堆栈大小。JDK5.0以后每个线程堆栈大小为1M,以前每个线程堆栈大小为256K。更具应用的线程所需内存大 小进行调整。在相同物理内存下,减小这个值能生成更多的线程。但是操作系统对一个进程内的线程数还是有限制的,不能无限生成,经验值在3000~5000 左右。

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【责任编辑:武晓燕 TEL:(010)68476606】

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