11、JVM实战:内存细分、设置堆内存大小、OOM说明与举例、新生代与老年代

一、内存细分

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* 二、设置堆内存大小

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,大家可以通过选项"-Xmx"和"一Xms"来进行设置。

  • “-xms"用于表示堆区的起始内存,等价于-XX: InitialHeapsize
  • “-xmx则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"所指定的最大内存时,将会抛出OutOfMemoryError异常。

通常会将 -xms和一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隔计算堆区的大小,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。

package org.ywz.springbootdemo;

/**
 * -Xms 用来设置堆空间(年轻代+老年代)的初始内存大小
 * -X:jvm运行参数
 * ms:Memory Start 缩写
 * - Xmx 用来设置堆空间(年轻代+老年代)的最大内存大小
 */
public class HeapSpaceInitial {
    public static void main(String[] args) {
        // 返回java虚拟机中堆内存总量
        long totalMemory = Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024 / 1024;
        // 返回java虚拟机中试图使用的最大堆内存量
        long maxMemory = Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024 / 1024;
        System.out.println("-Xms: " + totalMemory + "M");
        System.out.println("-Xmx: " + maxMemory + "M");

        System.out.println("系统内存大小:" + totalMemory * 64 / 1024 + "G");
        System.out.println("系统内存大小:" + maxMemory * 4 / 1024 + "G");

        // Thread.sleep(1000000);
    }
}

直接执行上面代码,可以看到虚拟机默认的堆内存大小。睡眠程序,打开命令提示符运行虚拟机指令:

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  • jps:查看当前虚拟机运行的程序。
  • jstat -gc (进程id):查看指定进程id的内存使用情况。

也可以在执行java程序时添加:-XX:PrintGCDetails,当程序运行结束后打印内存使用状况。

三、OOM说明与举例

测试代码:

package org.ywz.springbootdemo;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Random;

public class OOMTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        List<Picture> list = new ArrayList<>();
        while (true) {
            Thread.sleep(20);
            list.add(new Picture(new Random().nextInt(1024 * 1024)));
        }
    }
}

class Picture {
    private byte[] pixels;

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

运行程序,过一段时间报出错误:

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新生区满了后将数据移入老年区,当老年区满了将报OOM错误。

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抽样器中可以看到数据类型占用的内存情况。

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四、新生代与老年代

存储在JVM中的Java对象可以被划分为两类:

  • 一类是生命周期较短的瞬时对象,这类对象的创建和消亡都非常迅速
  • 另外一类对象的生命周期却非常长,在某些极端的情况下还能够与JVM的生命周期保持一致。

Java堆区进一步细分的话,可以划分为年轻代(YoungGen)和老年代(oldGen)。其中年轻代又可以划分为Eden空间、Survivor0空间和survivor1空间(有时也叫做from区、to区)。

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配置新生代与老年代在堆结构的占比。

  • 默认-XX: NewRatio=2,表示新生代占1,老年代占2,新生代占整个堆的1/3
  • 可以修改-XX:NewRatio=4,表示新生代占1,老年代占4,新生代占整个堆的1/5

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在HotSpot中,Eden空间和另外两个survivor空间缺省所占的比例是8:1:1。当然开发人员可以通过选项“-xX:survivorRatio”调整这个空间比例。比如-xx:survivorRatio=8。

几乎所有的Java对象都是在Eden区被new出来的。绝大部分的Java对象的销毁都在新生代进行了。

IBM公司的专门研究表明,新生代中80%的对象都是“朝生夕死”的。可以使用选项”-xmn"设置新生代最大内存大小,这个参数一般使用默认值就可以了。

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