JVM内存区域详解与内存区域分配策略（堆内存&&非堆内存）

一、JVM内存区域详解

JVM区域总体分两类，heap区（heap区即堆内存）和非heap区。

堆(Heap)和非堆(Non-heap)内存：

 堆是运行时数据区域，所有类实例和数组的内存均从此处分配。堆是在 Java 虚拟机启动时创建的。“在JVM中堆之外的内存称为非堆内存(Non-heap memory)”。可以看出JVM主要管理两种类型的内存：堆和非堆。

简单来说堆就是Java代码可及的内存，是留给开发人员使用的；
非堆就是JVM留给 自己用的，所有方法区、JVM内部处理或优化所需的内存(如JIT编译后的代码缓存)、每个类结构(如运行时常数池、字段和方法数据)以及方法和构造方法 的代码都在非堆内存中。

堆内存分配：
-Xms 256m
-Xmx 256m
JVM初始分配的内存由-Xms指定，默认是物理内存的1/64；
JVM最大分配的内存由-Xmx指 定，默认是物理内存的1/4。默认空余堆内存小于40%时，JVM就会增大堆直到-Xmx的最大限制；空余堆内存大于70%时，JVM会减少堆直到 -Xms的最小限制。因此服务器一般设置-Xms、-Xmx相等以避免在每次GC 后调整堆的大小。

非堆内存分配：
-XX:PermSize 256m
-XX:MaxPermSize 256m
JVM使用-XX:PermSize设置非堆内存初始值，默认是物理内存的1/64；
由-XX:MaxPermSize设置最大非堆内存的大小，默认是物理内存的1/4。

溢出：

一般情况下出现下列异常可直接定位：
堆溢出：
java.lang.OutOfMemoryError:Java heap spcace
栈溢出：
java.lang.StackOverflowError
方法区溢出：
java.lang.OutOfMemoryError:PermGen space
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heap区即堆内存，整个堆大小=年轻代大小 + 老年代大小。堆内存默认为物理内存的1/64(<1GB)；默认空余堆内存小于40%时，JVM就会增大堆直到-Xmx的最大限制，可以通过MinHeapFreeRatio参数进行调整；默认空余堆内存大于70%时，JVM会减少堆直到-Xms的最小限制，可以通过MaxHeapFreeRatio参数进行调整。

非堆内存（非heap区） 

heap区又分为：

• Eden Space（伊甸园）、（新生代）
• Survivor Space(幸存者区)、（新生代）
• Old Gen（老年代）。

非heap区又分：

• • Code Cache(代码缓存区)；
  • Perm Gen（永久代）(JDK1.8之后被元空间替代)；
  • Jvm Stack(java虚拟机栈)；
  • Local Method Statck(本地方法栈)；

下面我们对每一个内存区域做详细介绍。

Eden Space字面意思是伊甸园，对象被创建的时候首先放到这个区域，进行垃圾回收后，不能被回收的对象被放入到空的survivor区域。（大多数情况下，对象在先新生代Eden区中分配。当Eden区没有足够空间进行分配时，虚拟机将发起一次Young GC）

Survivor Space幸存者区，用于保存在eden space内存区域中经过垃圾回收（当Eden区没有足够空间进行分配时，虚拟机将发起一次Young GC）后没有被回收的对象。Survivor有两个，分别为To Survivor、 From Survivor，这个两个区域的空间大小是一样的。执行垃圾回收的时候Eden区域不能被回收的对象被放入到空的survivor（也就是To Survivor，同时Eden区域的内存会在垃圾回收的过程中全部释放），另一个survivor（即From Survivor）里不能被回收的对象也会被放入这个survivor（即To Survivor），然后To Survivor 和 From Survivor的标记会互换，始终保证一个survivor是空的。

Eden Space和Survivor Space都属于新生代，新生代中执行的垃圾回收被称之为Minor GC（因为是对新生代进行垃圾回收，所以又被称为Young GC），每一次Young GC后留下来的对象age加1。

注：GC为Garbage Collection，垃圾回收。

Old Gen老年代，用于存放新生代中经过多次垃圾回收仍然存活的对象，也有可能是新生代分配不了内存的大对象会直接进入老年代。经过多次垃圾回收都没有被回收的对象，这些对象的年代已经足够old了，就会放入到老年代。

当老年代被放满的之后，虚拟机会进行垃圾回收，称之为Major GC。由于Major GC除并发GC外均需对整个堆进行扫描和回收，因此又称为Full GC。

下面我们来认识下非堆内存（非heap区）
Code Cache代码缓存区，它主要用于存放JIT所编译的代码。CodeCache代码缓冲区的大小在client模式下默认最大是32m，在server模式下默认是48m，这个值也是可以设置的，它所对应的JVM参数为ReservedCodeCacheSize 和 InitialCodeCacheSize，可以通过如下的方式来为Java程序设置。

-XX:ReservedCodeCacheSize=128m
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CodeCache缓存区是可能被充满的，当CodeCache满时，后台会收到CodeCache is full的警告信息，如下所示：
“CompilerThread0” java.lang.OutOfMemoryError: requested 2854248 bytes for Chunk::new. Out of swap space?

注：JIT编译器是在程序运行期间，将Java字节码编译成平台相关的二进制代码。正因为此编译行为发生在程序运行期间，所以该编译器被称为Just-In-Time编译器。

Perm Gen（永久代）全称是Permanent Generation space，是指内存的永久保存区域，因而称之为永久代。这个内存区域用于存放Class和Meta的信息，Class在被 Load的时候被放入这个区域。因为Perm里存储的东西永远不会被JVM垃圾回收的，所以如果你的应用程序LOAD很多CLASS的话，就很可能出现PermGen space错误。默认大小为物理内存的1/64。

Jvm Stack(java虚拟机栈)；

Local Method Statck(本地方法栈)；

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二、JVM内存区域分配策略