深刻淺出JVM內存模型與JVM參數詳細配置

JVM內存結構

由上圖能夠清楚的看到 JVM的內存空間分爲3大部分：

1. 堆內存
2. 方法區
3. 棧內存

其中 棧內存 能夠再細分爲 java虛擬機棧和本地方法棧,堆內存能夠劃分爲新生代和老年代, 新生代中還能夠再次劃分爲Eden區、From Survivor區和To Survivor區。

其中一部分是線程共享的，包括 Java 堆和方法區；另外一部分是線程私有的，包括虛擬機棧和本地方法棧，以及程序計數器這一小部份內存。

堆內存（Heap）

對於大多數應用來講，Java 堆（Java Heap）是Java 虛擬機所管理的內存中最大的一塊。Java 堆是被全部線程共享的一塊內存區域，在虛擬機啓動時建立。

此內存區域的惟一目的就是存放對象實例，幾乎全部的對象實例都在這裏分配內存。

堆內存是全部線程共有的，能夠分爲兩個部分：年輕代和老年代。

下圖中的Perm表明的是永久代，可是注意永久代並不屬於堆內存中的一部分，同時jdk1.8以後永久代已經被移除。

新生代 ( Young ) 與老年代 ( Old ) 的比例的值爲 1:2 ( 該值能夠經過參數 –XX:NewRatio 來指定 )

默認的，Eden : from : to = 8 : 1 : 1 ( 能夠經過參數 –XX:SurvivorRatio 來設定 )，即： Eden = 8/10 的新生代空間大小，from = to = 1/10 的新生代空間大小。

方法區（Method Area）

方法區也稱" 永久代 "，它用於 存儲虛擬機加載的類信息、常量、靜態變量 、是各個 線程共享的內存區域 。

在JDK8以前的HotSpot JVM，存放這些」永久的」的區域叫作「永久代(permanent generation)」。永久代是一片連續的堆空間，在JVM啓動以前經過在命令行設置參數-XX:MaxPermSize來設定永久代最大可分配的內存空間， 默認大小是64M （64位JVM默認是85M）。

隨着JDK8的到來，JVM再也不有 永久代(PermGen) 。但類的元數據信息（metadata）還在，只不過再也不是存儲在連續的堆空間上，而是移動到叫作「Metaspace」的本地內存（Native memory。

方法區或永生代相關設置

• -XX:PermSize=64MB 最小尺寸，初始分配
• -XX:MaxPermSize=256MB 最大容許分配尺寸，按需分配
• XX:+CMSClassUnloadingEnabled -XX:+CMSPermGenSweepingEnabled 設置垃圾不回收
• 默認大小
• -server選項下默認MaxPermSize爲64m
• -client選項下默認MaxPermSize爲32m

虛擬機棧(JVM Stack)

描述的是 java方法執行的內存模型 ：每一個 方法被執行的時候都會建立一個"棧幀" ,用於 存儲局部變量表(包括參數)、操做棧、方法出口 等信息。每一個方法被調用到執行完的過程，就 對應着一個棧幀在虛擬機棧中從入棧到出棧的過程 。

本地方法棧(Native Stack)

本地方法棧（Native Method Stacks）與虛擬機棧所發揮的做用是很是類似的，其區別不過是虛擬機棧爲虛擬機執行Java方法（也就是字節碼）服務，而 本地方法棧則是爲虛擬機使用到的Native方法服務。

程序計數器（PC Register）

程序計數器是用於標識當前線程執行的字節碼文件的行號指示器。多線程狀況下，每一個線程都具備各自獨立的程序計數器，因此該區域是非線程共享的內存區域。

當執行java方法時候，計數器中保存的是字節碼文件的行號；當執行Native方法時，計數器的值爲空。

直接內存

直接內存並非虛擬機內存的一部分，也不是Java虛擬機規範中定義的內存區域。jdk1.4中新加入的NIO，引入了通道與緩衝區的IO方式，它能夠調用Native方法直接分配堆外內存，這個堆外內存就是本機內存，不會影響到堆內存的大小。

JVM內存參數設置

• -Xms設置堆的最小空間大小。
• -Xmx設置堆的最大空間大小。
• -Xmn:設置年輕代大小
• -XX:NewSize設置新生代最小空間大小。
• -XX:MaxNewSize設置新生代最大空間大小。
• -XX:PermSize設置永久代最小空間大小。
• -XX:MaxPermSize設置永久代最大空間大小。
• -Xss設置每一個線程的堆棧大小
• -XX:+UseParallelGC:選擇垃圾收集器爲並行收集器。此配置僅對年輕代有效。即上述配置下,年輕代使用併發收集,而年老代仍舊使用串行收集。
• -XX:ParallelGCThreads=20:配置並行收集器的線程數,即:同時多少個線程一塊兒進行垃圾回收。此值最好配置與處理器數目相等。

典型JVM參數配置參考:

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

-Xmx3550m:設置JVM最大可用內存爲3550M。

-Xms3550m:設置JVM促使內存爲3550m。此值能夠設置與-Xmx相同,以免每次垃圾回收完成後JVM從新分配內存。

-Xmn2g:設置年輕代大小爲2G。整個堆大小=年輕代大小+年老代大小+持久代大小。持久代通常固定大小爲64m,因此增大年輕代後,將會減少年老代大小。此值對系統性能影響較大,官方推薦配置爲整個堆的3/8。

-Xss128k:設置每一個線程的堆棧大小。JDK5.0之後每一個線程堆棧大小爲1M,之前每一個線程堆棧大小爲256K。更具應用的線程所需內存大 小進行調整。在相同物理內存下,減少這個值能生成更多的線程。可是操做系統對一個進程內的線程數仍是有限制的,不能無限生成,經驗值在3000~5000 左右。