JVM堆記憶體和非堆記憶體

1 堆記憶體和非堆記憶體

JVM記憶體劃分為堆記憶體和非堆記憶體，堆記憶體分為年輕代（Young Generation）、老年代（Old Generation），非堆記憶體就一個永久代（Permanent Generation）。

年輕代又分為Eden和Survivor區。Survivor區由FromSpace和ToSpace組成。Eden區占大容量，Survivor兩個區占小容量，預設比例是8:1:1。

官方推薦新生代占堆的的3/8，Survivor占新生代的1/10。

堆記憶體用途：存放的是對象，垃圾收集器就是收集這些對象，然後根據GC算法回收。

非堆記憶體用途：永久代，也稱為方法區，存儲程式運作時長期存活的對象，比如類的中繼資料、方法、常量、屬性等。

在JDK1.8版本廢棄了永久代，替代的是元空間（MetaSpace），元空間與永久代上類似，都是方法區的實作，他們最大差別是：永久代使用的是JVM的堆記憶體空間，而元空間使用的是實體記憶體，直接受到本機的實體記憶體限制。在後面的實踐中，因為筆者使用的是JDK8，是以列印出的GC日志裡面就有MetaSpace。

2 JVM堆内部構型（新生代和老年代）

Jdk8中已經去掉永久區，這裡為了與時俱進，不再贅餘。

上圖示範Java堆記憶體空間，分為新生代和老年代，分别占Java堆1/3和2/3的空間，新生代中又分為Eden區、Survivor0區、Survivor1區，分别占新生代8/10、1/10、1/10空間。

問題1：什麼是Java堆？

回答1：JVM規範中說到:”所有的對象執行個體以及數組都要在堆上配置設定”。Java堆是垃圾回收器管理的主要區域，百分之九十九的垃圾回收發生在Java堆，另外百分之一發生在方法區，是以又稱之為”GC堆”。根據JVM規範規定的内容，Java堆可以處于實體上不連續的記憶體空間中，但是邏輯上要求是連續的。

問題2：為什麼Java堆要分為新生代和老年代？

回答2：目前JVM對于堆的垃圾回收，采用分代收集的政策。根據堆中對象的存活周期将堆記憶體分為新生代和老年代。在新生代中，每次垃圾回收都有大批對象死去，隻有少量存活。而老年代中存放的對象存活率高。這樣劃分的目的是為了使 JVM 能夠更好的管理堆記憶體中的對象，包括記憶體的配置設定以及回收。

問題3：為什麼新生代要分為Eden區、Survivor0區、Survivor1區？

回答3：這是結構與政策相适應的原則，新生代垃圾收集使用的是複制算法（一種垃圾收集算法，Serial收集器、ParNew收集器、Parallel scavenge收集器都是用這種算法），複制算法可以很好的解決垃圾收集的記憶體碎片問題，但是有一個天然的缺陷，就是要犧牲一半的記憶體（即任意時刻隻有一半記憶體用于工作），這對于寶貴的記憶體資源來說是極度奢侈的。新生代在使用複制算法作為其垃圾收集算法的時候，對其做了優化，拿出2/10的新生代的記憶體作為交換區，稱為Survivor0區和Survivor1區（注意：有的部落格上稱為From Survivor Space和To Survivor Space，這樣闡述也是對的，但是容易對初學者形成誤導，因為在複制算法中，複制是雙向的，沒有固定的From和To，這一次是由這一邊到另一邊，下次就是從另一邊到這一邊，使用From Survivor Space和To Survivor Space容易讓後來學習者誤以為複制隻能從一邊到另一邊，當然有的部落格中會附加不管從哪邊到哪邊，起始就是From，終點就是To，即From Survivor Space和To Survivor Space所對應的區循環對調，但是讀者不一定想的明白。是以筆者這裡使用Survivor0、Survivor1，減少誤解）

是以說，新生代在結構上分為Eden區、Survivor0區、Survivor1區，是與其使用的垃圾收集算法（複制算法）相适應的結果。

問題4：關于永久區Permanent Space？

回答4：由于Jdk8中取消了永久區Permanent Space，本文為與時俱進，不再講述Permanent Space。