08 堆

1 堆的核心概述

jvm启动时创建
一个jvm实例对应一个堆
堆物理上不连续，逻辑上连续
几乎所有对象都在堆上分配
数组、对象永不会存储在栈上，栈帧只存引用变量地址

2 设置堆内存大小与OOM

jdk7及之前：新生代+老年代+永久区（PermSize)
```
-Xms10M -Xmx20M -XPermSize
```
jdk8及之后：新生代+老年代+元空间 (MetaSpaceSize)
```
-Xms10M -Xmx20M -XMetaspaceSize1024m
```
默认大小
- 初始大小：物理电脑内存 1/64
- 最大内存：物理电脑内存 1/4

DEMO：

-Xms100m -Xmx110m -XX:+PrintGCDetails
 // 初始大小
 long initialMemory = Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024/1024;
 // 最大
 long maxMemory = Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024/1024;
 System.out.println("-Xms:" + initialMemory + "M");
 System.out.println("-Xmx:" + maxMemory + "M");

结果

-Xms:96M
-Xmx:98M
Heap
 PSYoungGen      total 29696K, used 9768K [0x00000007bdb80000, 0x00000007bfc80000, 0x00000007c0000000)
  eden space 25600K, 38% used [0x00000007bdb80000,0x00000007be50a388,0x00000007bf480000)
  from space 4096K, 0% used [0x00000007bf880000,0x00000007bf880000,0x00000007bfc80000)
  to   space 4096K, 0% used [0x00000007bf480000,0x00000007bf480000,0x00000007bf880000)
 ParOldGen       total 68608K, used 0K [0x00000007b9200000, 0x00000007bd500000, 0x00000007bdb80000)
  object space 68608K, 0% used [0x00000007b9200000,0x00000007b9200000,0x00000007bd500000)
 Metaspace       used 5059K, capacity 5328K, committed 5504K, reserved 1056768K
  class space    used 594K, capacity 627K, committed 640K, reserved 1048576K

设置值：100m = S0C+S1C+EC+OC = 4096 + 4096 + 25600 + 68608 = 102400 = 100m

-Xms:96M=S0C/S1c + EC + OC = 4096 + 25600 + 68608 = 98304 = 96M

Virsualvm 插件：Visual GC 可显示GC情况

3 年轻代与老年代

Eden Survivor0 Survivor1
- Eden 新创建对象
- 比例：默认 -XX:SurvivorRatio=8 8:1:1
```
不通过参数设置，并不满足8:1:1
```
新生代/老年代比例
默认：-XX:NewRatio=2 新生代占1，老年代占2，即新生代点堆1/3
-Xmn 设置新生代空间大小
-XX:MaxTenuringThreshold=15 回收15次后如果还存活，晋升老年代

4 图解对象分配过程

Edgn区为近直角三角形 S0/S1 为间隔梯形老年区阶梯形

5 MinorGC MajorGC FullGC

并非每次三个区域同时回收，大部分回收是新生代
新生代回收： Minor GC / Young GC
老年代回收： Major GC / Old GC
- 只有GMS GC 会单独收集老年代
- 很多时候 Major GC 和 Full GC混淆使用
混合回收：Mixed GC, 回收整个新生代及部分老年代
- 目前只有G1 GC存在
整堆回收： Full GC, 回收整个堆及方法区

触发机制

年轻代 Minor GC
- Eden区空间不足时触发， Survivro不会触发GC
- 非常频繁，但回收速度快
- 会引发STW
老年代 Major GC/Full GC
- 出现之前，经常出现一次MinorGC （但Parallel 收器不会，期直接进行Major GC）
- MajorGC速度一般比MinorGC慢10位以上，STW时间更长
- Major之前内存仍不足，OOM
Full GC触发：
- System.gc()，建议系统执行Full GC,但不必然执行
- 老年代空间不足
- 方法空间不足
- 通过MinorGC进入老年代大小，大于老年代可用内存
应尽量避免出现FullGC

6 堆空间分代思想

不同对象生命周期不一样，70-99% 对象是临时对象
优化GC性能

7 内存分配策略

优先分配Eden
大对象直接分配到老年代
长期存活的对象分配到老年代
动态对象年龄判断
- Survivor相同年龄对象的内存总和大于Survivor空间一半，年龄大于等于此年龄对象直接进入老年代，无需等到MaxTenuringThreshold中要求的年龄

DEMO直接分配对象到老年区

/**
* 对象直接分配至老年代
* -Xms60m -Xmx60m -XX:NewRatio=2 -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8
*   Eden S0 S1 OLD
*    16   2  2  40
*/
public static void main(String[] args) {
	// 20M
	byte[] bytes = new byte[20 * 1024 * 1024];
	// Byte会出现Gc OOM 为啥？
	//Byte[] bytes = new Byte[20 * 1024 * 1024];
}

Heap
 PSYoungGen      total 18432K, used 2299K [0x00000007bec00000, 0x00000007c0000000, 0x00000007c0000000)
  eden space 16384K, 14% used [0x00000007bec00000,0x00000007bee3ee60,0x00000007bfc00000)
  from space 2048K, 0% used [0x00000007bfe00000,0x00000007bfe00000,0x00000007c0000000)
  to   space 2048K, 0% used [0x00000007bfc00000,0x00000007bfc00000,0x00000007bfe00000)
 ParOldGen       total 40960K, used 20480K [0x00000007bc400000, 0x00000007bec00000, 0x00000007bec00000)
  object space 40960K, 50% used [0x00000007bc400000,0x00000007bd800010,0x00000007bec00000)
 Metaspace       used 3133K, capacity 4496K, committed 4864K, reserved 1056768K
  class space    used 345K, capacity 388K, committed 512K, reserved 1048576K

8 为对象分配内存：TLB

9 小结堆空间的参数设置

-Xms60m -Xmx60m -XX:NewRatio=2 -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8
-XX:+PrintFlagsInitial 查看所有参数默认初始值
-XX:+PrintFlagsFinal 查看所有参数最终值
-XX:+PrintGC 简化版GC信息

X 堆是分配对象的唯一选择吗？

逃逸分析
- jdk1.7后特性
- -XX:-DoEscapeAnalysis (-关闭 + 开启)
- 一个对象没有逃逸出方法的话，可能被优化成栈上分配
TaoBaoVM: GCIH(GC invisible heap)
- 生命周期较长的Java对象，移至堆外
- gc不管理GCIH内部对象
结论：
- 能使用局部变量的，就不要在方法定义

优化

栈上分配

package nohi.jvm._08_heap;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * <h3>thinkinjava</h3>
 *
 * @author NOHI
 * @description <p>演示逃逸分析、栈上分配</p>
 * @date 2022/11/12 23:05
 **/
public class StackAllocation {
    /**
     * 演示逃逸分析、栈上分配
     * 1. 分配足够大内存，不开启逃逸分析： 不产生GC，查看内存使用
     *    -Xms1G -Xmx1G -XX:-DoEscapeAnalysis -XX:NewRatio=2 -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8
     * 2. 分配足够大内存，开启逃逸分析： 不产生GC，查看内存使用
     *   -Xms1-Xms100m -Xmx100m -XX:+DoEscapeAnalysis -XX:NewRatio=2 -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8G -Xmx1G -XX:+DoEscapeAnalysis -XX:NewRatio=2 -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8
     * 3. 分配100m内存，不使用逃逸分析，产品GC
     *    -Xms100m -Xmx100m -XX:-DoEscapeAnalysis -XX:NewRatio=2 -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8
     * 4. 分配100内存，开启逃逸分析，不产生GC
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        StackAllocation s = new StackAllocation();
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
            s.createUser();
        }
        System.out.println("耗时:" + (System.currentTimeMillis() - start));

        TimeUnit.MINUTES.sleep(5);
    }

    public void createUser(){
        Test t = new Test();
    }
    class Test{
    }
}

同步分配

如果一个对象被发现只能从一个线程被访问到，那么对这个对象的操作可以不考虑同步
同步代价高，降低并发性和性能

优化：同步省略/锁消除

public void f(){
  Object hollis = new Object();
  synchronized (hollis) {
    .....
  }
}

public void f(){
  Object hollis = new Object();
  //synchronized (hollis) {
    .....
  //}
}

标题替换
- 标量：无法再分解成更小的数据的数据。
- 正对而言的为聚合量，可以再分解
- -XX:+EliminateAllocations （默认打开）

# 08 堆

# 1 堆的核心概述

# 2 设置堆内存大小与OOM

# 3 年轻代与老年代

# 4 图解对象分配过程

# 5 MinorGC MajorGC FullGC

# 触发机制

# 6 堆空间分代思想

# 7 内存分配策略

# 8 为对象分配内存：TLB

# 9 小结堆空间的参数设置

# X 堆是分配对象的唯一选择吗？