Java堆內存的10個要點

當我開始學習Java編程時，我不知道什麼是堆內存或堆空間，我甚至不知道當對象建立時，它們被放在了哪裏。當我開始正式寫一些程序後，我會常常遇到java.lang.outOfMemoryError的報錯，以後我纔開始關注什麼是堆內存或者說堆空間(heap space)。對大多數程序員都經歷過這樣的過程，由於學習一種語言是很是容易來的，可是學習基礎是很是難的，由於沒有什麼特定的流程讓你學習編程的每一個基礎，使你發覺編程的祕訣。對於程序員來講，知道堆空間，設置堆空間，處理堆空間的outOfMemoryError錯誤，分析heap dump是很是重要的。這個關於Java堆的教程是給我剛開始學編程的兄弟看的。若是你知道這個基礎知識或者知道底層發生了什麼，固然可能幫助不是那麼大。除非你知道了對象被建立在堆中，不然你不會意識到OutOfMemoryError是發生在堆空間中的。我儘量的將我所知道的全部關於堆的知識都寫下來了，也但願大家可以儘量多的貢獻和分享你的知識，以即可以讓其餘人也受益。

Java中的堆空間是什麼？

當Java程序開始運行時，JVM會從操做系統獲取一些內存。JVM使用這些內存，這些內存的一部分就是堆內存。堆內存一般在存儲地址的底層，向上排列。當一個對象經過new關鍵字或經過其餘方式建立後，對象從堆中得到內存。當對象再也不使用了，被當作垃圾回收掉後，這些內存又從新回到堆內存中。要學習垃圾回收，請閱讀」Java中垃圾回收的工做原理」。

如何增長Java堆空間

在大多數32位機、Sun的JVM上，Java的堆空間默認的大小爲128MB，但也有例外，例如在32未Solaris操做系統(SPARC平臺版本)上，默認的最大堆空間和起始堆空間大小爲 -Xms=3670K 和 -Xmx=64M。對於64位操做系統，通常堆空間大小增長約30%。但你使用Java 1.5的throughput垃圾回收器，默認最大的堆大小爲物理內存的四分之一，而起始堆大小爲物理內存的十六分之一。要想知道默認的堆大小的方法，能夠用默認的設置參數打開一個程序，使用JConsole(JDK 1.5以後都支持)來查看，在VM Summary頁面能夠看到最大的堆大小。

用這種方法你能夠根據你的程序的須要來改變堆內存大小，我強烈建議採用這種方法而不是默認值。若是你的程序很大，有不少對象須要被建立的話，你能夠用-Xms and -Xmx這兩個參數來改變堆內存的大小。Xms表示起始的堆內存大小，Xmx表示最大的堆內存的大小。另外有一個參數 -Xmn，它表示new generation（後面會提到）的大小。有一件事你須要注意，你不能任意改變堆內存的大小，你只能在啓動JVM時設定它。

堆和垃圾回收

咱們知道對象建立在堆內存中，垃圾回收這樣一個進程，它將已死對象清除出堆空間，並將這些內存再還給堆。爲了給垃圾回收器使用，堆主要分紅三個區域，分別叫做New Generation，Old Generation或叫Tenured Generation，以及Perm space。New Generation是用來存放新建的對象的空間，在對象新建的時候被使用。若是長時間還使用的話，它們會被垃圾回收器移動到Old Generation(或叫Tenured Generation)。Perm space是JVM存放Meta數據的地方，例如類，方法，字符串池和類級別的詳細信息。你能夠查看「Java中垃圾回收的工做原理」來得到更多關於堆和垃圾回收的信息。

Java堆中的OutOfMemoryError錯誤

當JVM啓動時，使用了-Xms 參數設置的對內存。當程序繼續進行，建立更多對象，JVM開始擴大堆內存以容納更多對象。JVM也會使用垃圾回收器來回收內存。當快達到-Xmx設置的最大堆內存時，若是沒有更多的內存可被分配給新對象的話，JVM就會拋出java.lang.outofmemoryerror，你的程序就會當掉。在拋出 OutOfMemoryError以前，JVM會嘗試着用垃圾回收器來釋放足夠的空間，可是發現仍舊沒有足夠的空間時，就會拋出這個錯誤。爲了解決這個問題，你須要清楚你的程序對象的信息，例如，你建立了哪些對象，哪些對象佔用了多少空間等等。你可使用profiler或者堆分析器來處理 OutOfMemoryError錯誤。」java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space」表示堆沒有足夠的空間了，不能繼續擴大了。」java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space」表示permanent generation已經裝滿了，你的程序不能再裝在類或者再分配一個字符串了。

Java Heap dump

Heap dump是在某一時間對Java堆內存的快照。它對於分析堆內存或處理內存泄露和Java.lang.outofmemoryerror錯誤是很是有用的。在JDK中有一些工具能夠幫你獲取heap dump，也有一些堆分析工具來幫你分析heap dump。你能夠用「jmap」來獲取heap dump，它幫你建立heap dump文件，而後，你能夠用「jhat」（堆分析工具）來分析這些heap dump。

Java堆內存(heap memory)的十個要點

1. Java堆內存是操做系統分配給JVM的內存的一部分。

2. 當咱們建立對象時，它們存儲在Java堆內存中。

3. 爲了便於垃圾回收，Java堆空間分紅三個區域，分別叫做New Generation, Old Generation或叫做Tenured Generation，還有Perm Space。

4. 你能夠經過用JVM的命令行選項 -Xms, -Xmx, -Xmn來調整Java堆空間的大小。不要忘了在大小後面加上」M」或者」G」來表示單位。舉個例子，你能夠用 -Xmx256m來設置堆內存最大的大小爲256MB。

5. 你能夠用JConsole或者 Runtime.maxMemory(), Runtime.totalMemory(), Runtime.freeMemory()來查看Java中堆內存的大小。

6. 你可使用命令「jmap」來得到heap dump，用「jhat」來分析heap dump。

7. Java堆空間不一樣於棧空間，棧空間是用來儲存調用棧和局部變量的。

8. Java垃圾回收器是用來將死掉的對象(再也不使用的對象)所佔用的內存回收回來，再釋放到Java堆空間中。

9. 當你遇到java.lang.outOfMemoryError時，沒關係張，有時候僅僅增長堆空間就能夠了，但若是常常出現的話，就要看看Java程序中是否是存在內存泄露了。

10. 請使用Profiler和Heap dump分析工具來查看Java堆空間，能夠查看給每一個對象分配了多少內存。