一、Java記憶體的構成

  先貼原圖

 如圖可知：整塊區域分為Young Generation、Tenured Generation、Permanent Generation。（年輕代→老年代→永久代 ）

咱們看下Young區：

    Young區又分為：Eden、Survivor Space。

    Survivor Space又分為 To Survivor、 From Survivor，如下圖所示：

Java記憶體分為 堆記憶體（heap）和 Permanent區。

1、Java堆記憶體（heap）：

    --是 JVM 用於分配 Java物件的記憶體，包含活動物件和不可用物件 

    --堆大小通常是在伺服器啟動時使用 java命令中的 –Xms(最小) –Xmx（最大）標誌來定義。 

2、Permanent區：

    --指記憶體的永久儲存區域

    --是Sun JDK和HPJDK用來載入類(class)和Meta資訊的專門的記憶體區

   --這個區域不歸屬Java堆記憶體(heap)範圍

   --Class在被Loader時就會被放到此，如果Java應用很大，例如類(class)很多，那麼建議增大這個區域的大小來滿足載入這些類的記憶體需求

    --通過–XX:PermSize=***M–XX:MaxPermSize=***M調整

這裡還有一個本地記憶體的概念：

·本地記憶體(native memory)： 

    --是 JVM用於其內部操作的本地記憶體（非Java記憶體） 

    --JNI 程式碼和第三方本地模組（例如，本地JDBC 驅動程式）也使用本地記憶體 

   --最大本地記憶體大小取決於以下因素：作業系統程序記憶體大小限制、已經指定用於 Java 堆的記憶體

也就是說，整個物理機的記憶體可以說由以下部分構成：

實體記憶體 = Java 記憶體 ＋ 本地記憶體 ＋ 作業系統保留的記憶體

二、垃圾回收（Garbage Collection，GC）

1、為什麼要垃圾回收

   --JVM自動檢測和釋放不再使用的記憶體。 

    --Java 執行時JVM會執行GC，這樣程式設計師不再需要顯式釋放物件。 

2、垃圾回收（GC）的分類

    --Minor GC

    --Full GC

3、垃圾回收（GC）的產生過程

    1）新生成的物件在Eden區完成記憶體分配

    2）當Eden區滿了，再建立物件，會因為申請不到空間，觸發minorGC，進行young(eden+1survivor)區的垃圾回收。（為什麼是eden+1survivor：兩個survivor中始終有一個survivor是空的，空的那個被標記成ToSurvivor）

    3）minorGC時，Eden不能被回收的物件被放入到空的survivor（也就是放到ToSurvivor，同時Eden肯定會被清空），另一個survivor（FromSurvivor）裡不能被GC回收的物件也會被放入這個survivor（ToSurvivor），始終保證一個survivor是空的。（MinorGC完成之後，To Survivor 和 FromSurvivor的標記互換）

    4）當做第3步的時候，如果發現存放物件的那個survivor滿了，則這些物件被copy到old區，或者survivor區沒有滿，但是有些物件已經足夠Old（通過XX:MaxTenuringThreshold引數來設定），也被放入Old區

    5）當Old區被放滿的之後，進行完整的垃圾回收，即 Full GC

     6）FullGC時，整理的是Old Generation裡的物件，把存活的物件放入到Permanent Generation裡。

4、垃圾回收的回收器

  --序列（–XX:+UseSerialGC ）

    Out ofBox演算法，年輕代串行復制，年老代序列標記整理，主要用於桌面應用

  --並行（–XX:+UseParallelGC ）

    年輕代暫停應用程式，多個垃圾收集執行緒並行的複製收集，年老代暫停應用程式，與序列收集器一樣，單垃圾收集執行緒標記整理。JDK6.0啟用該演算法後，預設啟用了-XX:+UseParallelOldGC，效能大為提高

  --併發(Concurrent Low Pause Collector)(–XX:+UseConcMarkSweepGC )

    啟用該引數，預設啟用了-XX:+UseParNewGC；簡單的說，併發是指使用者執行緒與垃圾收集執行緒併發，程式在繼續執行，而垃圾收集程式運行於其他CPU上。

三、Java記憶體的調優引數

-Xmx1024m：

    設定JVM最大可用記憶體為1024M。

-Xms1024m：

   設定JVM促使記憶體為1024M。此值可以設定與-Xmx相同，以避免每次垃圾回收完成後JVM重新分配記憶體。

-Xmn512m：

   設定年輕代大小為512M。（持久代一般固定大小為64m，所以增大年輕代後，將會減小年老代大小。此值對系統性能影響較大，Sun官方推薦配置為整個堆的3/8。）

-Xss128k：

   設定每個執行緒的堆疊大小。這個值可以根據應用的執行緒所需記憶體大小進行調整。在相同實體記憶體下，減小這個值能生成更多的執行緒。但是作業系統對一個程序內的執行緒數還是有限制的，不能無限生成。

-XX:NewRatio=4

   設定年輕代（包括Eden和兩個Survivor區）與年老代的比值（總的大小是Xms的值）。設定為4，則年輕代與年老代所佔比值為1：4，年輕代佔整個堆疊的1/5。

    舉個例子，-Xms 設定為 1024m，-Xmx也設定為 1024m的情況下：

      ·年輕代= 1024M/5 = 204.8M

      ·年老代= 1024M/5*4 = 819.2M

    如果-Xms和-Xmx的值設定的不一樣，可以新增-XX:MinHeapFreeRatio=<minimum> 和-XX:MaxHeapFreeRatio=<maximum>引數，使記憶體的大小能夠在 大於 -Xms 和 小於 -Xmx之間的範圍內自動調整，所以記憶體中會有Virtual的空間（我是這樣理解的，不是太清楚，這裡需要大家指教）

    By default, the virtualmachine grows or shrinks the heap at each collection to try to keepthe proportion of free space to live objects at each collectionwithin a specific range. This target range is set as a percentageby the parameters-XX:MinHeapFreeRatio=<minimum> and-XX:MaxHeapFreeRatio=<maximum>, andthe total size is bounded below by -Xms and above by -Xmx .

-XX:SurvivorRatio=4：

   設定年輕代中Eden區與Survivor區的大小比值。設定為4，則兩個Survivor區與一個Eden區的比值為2:4，一個Survivor區佔整個年輕代的1/6

-XX:MaxPermSize=16m:

    設定持久代大小為16m。

-XX:MaxTenuringThreshold=0：

   設定垃圾最大年齡。如果設定為0的話，則年輕代物件不經過Survivor區，直接進入年老代。對於年老代比較多的應用，可以提高效率。如果將此值設定為一個較大值，則年輕代物件會在Survivor區進行多次複製，這樣可以增加物件再年輕代的存活時間，增加在年輕代即被回收的概論。

總結如下圖：

四、記憶體分配中會出現的錯誤

關於記憶體最常見的錯誤應該是這兩個：

  --記憶體溢位 Out Of Memory（OOM）

  --記憶體洩露 Memory Leak （ML）

1、記憶體溢位

   記憶體溢位發生在這種狀況下：Java記憶體完成Minor GC 之後想要把還存活的物件放到 Old區裡，但是這時Old區 已經滿了，同時 Permanent區也已經放不下存活的物件。這時就會產生 OOM錯誤。

2、記憶體洩露

   在Java中，記憶體洩漏就是存在一些被分配的物件，這些物件有下面兩個特點，首先，這些物件是有被引用的，即在有向樹形圖中，存在樹枝通路可以與其相連；其次，這些物件是無用的，即程式以後不會再使用這些物件。如果物件滿足這兩個條件，這些物件就可以判定為Java中的記憶體洩漏，這些物件不會被GC所回收，然而它卻佔用記憶體。

   找到一個例子：

   “這裡引用一個常看到的例子，在下面的程式碼中，迴圈申請Object物件，並將所申請的物件放入一個Vector中，如果僅僅釋放物件本身，但因為Vector仍然引用該物件，所以這個物件對GC來說是不可回收的。因此，如果物件加入到Vector後，還必須從Vector中刪除，最簡單的方法就是將Vector物件設定為null。

1. Vector v = new Vector(10);     
2. for (int i = 1; i < 100; i++)     
3. {     
4. 　Object o = new Object();     
5. 　v.add(o);     
6. 　o = null;     
7. }//此時，所有的Object物件都沒有被釋放，因為變數v引用這些物件。    

實際上這些物件已經是無用的，但還被引用，GC就無能為力了(事實上GC認為它還有用)，這一點是導致記憶體洩漏最重要的原因。”

3、補充一個：PermGen space Error

    因為 GC不會在主程式執行期對PermGen space進行清理，所以如果應用中有很CLASS需要Load的話，就很可能出現PermGenspace錯誤。

    另外如果WEBAPP下使用了大量的第三方jar, 其大小超過了 jvm 預設的大小那麼也會產生此錯誤資訊了。

五、總結

  上面4點的內容可以跟下面這個圖來進行融合：