chenglong7997

  對于JAVA編程和很多類似C、C++語言有一個(gè)巨大區(qū)別就是內(nèi)存不需要自己去free或者delete，而是由JVM垃圾回收機(jī)制去完成的。對于這個(gè)過程很多人一直比較茫然或者覺得很智能，使得在寫程序的過程不太考慮它的感受，其實(shí)知道一些內(nèi)在的原理，幫助我們編寫更加優(yōu)秀的代碼是非常有必要的。

本文從以下幾個(gè)方面進(jìn)行闡述：
1、finalize()方法
2、System.gc()方法及一些實(shí)用方法
3、JAVA如何申請內(nèi)存，和C、C++有何區(qū)別

4、JVM如何尋找到需要回收的內(nèi)存
5、JVM如何回收內(nèi)存的（回收算法分解詳述）
6、應(yīng)用服務(wù)器部署及常用參數(shù)設(shè)置
7、擴(kuò)展話題JIT（及時(shí)編譯技術(shù)）與lazy evaluation（惰性評估）

2、System.gc()或者Runtime.getRuntime().gc();

   這個(gè)可以被認(rèn)為是強(qiáng)制垃圾回收的一種機(jī)制，但是并非強(qiáng)制回收，只是向JVM建議可以進(jìn)行垃圾回收，而且垃圾回收的地方和多少是不能像C語言一樣控制，這是JVM垃圾回收機(jī)去控制的。程序中盡量不要是去使用這些東西，除自己開發(fā)一些管理代碼除外，一般由JVM自己管理即可。

這里順便提及幾個(gè)查看當(dāng)前JVM內(nèi)存的幾個(gè)方法（在同一個(gè)集群下的多個(gè)SERVER，即使在同一個(gè)機(jī)器上通過下面方法只能查看到當(dāng)前SERVER下的內(nèi)存情況）：

2.1.設(shè)置的最大內(nèi)存：-Xmx等值：

(Runtime.getRuntime().maxMemory()/ (1024 * 1024)) + "MB"

2.2.當(dāng)前JVM可使用的內(nèi)存，這個(gè)值初始化和-Xms等值，若加載東西超過這個(gè)值，那么以下值會跟著變大，不過上限為-Xmx，由于變動過程中需要由虛擬機(jī)向操作系統(tǒng)申請新的內(nèi)存，所以存在不連續(xù)內(nèi)存以及影響開銷，很多時(shí)候應(yīng)用軟件服務(wù)器提供商（如BEA）推薦是-Xms等價(jià)于-Xmx的值：

(Runtime.getRuntime().totalMemory()/ (1024 * 1024)) + "MB"

2.3.剩余內(nèi)存，在當(dāng)前可使用內(nèi)存基礎(chǔ)上，剩余內(nèi)存等價(jià)于其剪掉使用了的內(nèi)存容量：

(Runtime.getRuntime().freeMemory()/ (1024 * 1024)) + "MB"

 同理如果要查看使用了多少內(nèi)存或者百分比。可以通過上述幾個(gè)參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算查看到。。。。

順便在這里提供幾個(gè)實(shí)用方法和類，這部分可能和JVM回收關(guān)系不大，不過只是相關(guān)推敲，擴(kuò)展知識面，而且也較為實(shí)用的東西：

2.4.獲取JAVA中的所有系統(tǒng)級屬性值（包含虛擬機(jī)版本、操作系統(tǒng)、字符集等等信息）：

 System.setProperty("AAA", "123445");

 Properties properties = System.getProperties();
  Enumeration<Object> e = properties.keys();
  while (e.hasMoreElements()) {
   String key = (String) e.nextElement();
   System.out.println(key + " = " + properties.getProperty(key));
 }
 

2.5.獲取系統(tǒng)中所有的環(huán)境變量信息：

Map<String, String> env = System.getenv();
  for (Iterator<String> iterator = env.keySet().iterator(); iterator.hasNext();) {
   String key = iterator.next();
   System.out.println(key + " = " + env.get(key));
}

System.out.println(System.getenv("CLASSPATH"));

2.6.在Win環(huán)境下，打開一個(gè)記事本和一個(gè)WORD文檔：

try {

  Runtime.getRuntime().exec("notepad");

  Runtime.getRuntime().exec("cmd /c start Winword");

}catch(Exception e) {

  e.printStackTrace();

}

2.7.查詢當(dāng)前SERVER下所有的線程信息列表情況（這里需要提供兩個(gè)步驟，首先要根據(jù)任意一個(gè)線程獲取到頂級線程組的句柄（有關(guān)線程的說明，后面專門會有一篇文章說明），然后通過頂級線程組得到其存在線程信息，進(jìn)行一份拷貝，給與遍歷）：

2.7.1.這里通過當(dāng)前線程得到頂級線程組信息：

public static ThreadGroup getHeadThreadGroup() {
  Thread t = Thread.currentThread();
  ThreadGroup group = t.getThreadGroup();
  while(group.getParent() != null) {
   group = group.getParent();
  }
  return group;
}

2.7.2.通過得到的頂級線程組，遍歷存在的子元素信息（僅僅遍歷常用屬性）：

public static void disAllThread(ThreadGroup threadgroup) {
  Thread list[] = new Thread[threadgroup.activeCount()];
  threadgroup.enumerate(list);
  for(Thread thread:list) {
   System.out.println(thread.getId()+"\t"+thread.getName()

                              +"\t"+thread.getThreadGroup()+"\t"

                              +thread.getState()+"\t"+thread.isAlive());}
}

2.7.3.測試方法如：

類名.disAllThread(getHeadThreadGroup());即可完成，第一個(gè)方法帶有不斷向上查詢的過程，這個(gè)過程可能在一般情況下也不會太慢，不過我們最好將其記錄在一個(gè)地方，方便我們提供管理類來進(jìn)行直接管理，而不需要每次去獲取，對外調(diào)用都是封裝的運(yùn)行過程而已。

好，回到話題，繼續(xù)說明JVM垃圾回收機(jī)制的信息，下面開始說明JAVA申請內(nèi)存、回收內(nèi)存的機(jī)制了。

3、JAVA如何申請內(nèi)存，和C、C++有何區(qū)別。

   在上一次縮寫的關(guān)于JAVA集合類文章中其實(shí)已經(jīng)有部分說明，可以大致看到JAVA內(nèi)部是按照句柄指向?qū)嶓w的過程，不過這是從JAVA程序設(shè)計(jì)的角度去理解，如果我們需要更加細(xì)致的問一個(gè)問題是：JVM垃圾回收機(jī)制是如何知道哪些內(nèi)存是垃圾內(nèi)存的？JVM為什么不在平時(shí)就去回收內(nèi)存，而是要等到內(nèi)存不夠用的時(shí)候才會去回收內(nèi)存？不得不讓我進(jìn)一步去探討JAVA是如何細(xì)節(jié)的申請內(nèi)存的。

從編程思想的角度來說，C、C++new申請的內(nèi)存也是通過指針指向完成，不過你可以看成是一個(gè)地球板塊圖，在這些板塊中，他們?nèi)?/span>new的過程中，就是好比是找一個(gè)版塊，因?yàn)?/span>C、C++在申請內(nèi)存的過程中，是不斷的free和delete操作，所以會產(chǎn)生很多內(nèi)存的碎片操作，而JAVA不是，JAVA只有內(nèi)存不夠用的時(shí)候才會去回收（回收細(xì)節(jié)講會在文章后面介紹），也就是說，可以保證內(nèi)存在一定程度上是連續(xù)的。從某種意義上將，只要下一塊申請的內(nèi)存不會到頭，就可以繼續(xù)在上一塊申請內(nèi)存的后面緊跟著去申請內(nèi)存，那么從某種意義上講，其申請的開銷可能可以和C++媲美。那么JAVA在回收內(nèi)存后，內(nèi)存還能是連續(xù)的嘛。。。。我們姑且這樣去理解，在第五節(jié)會說明。。繼續(xù)深入話題：

在啟動weblogic的時(shí)候，如果打開任務(wù)管理器，可以馬上發(fā)現(xiàn)，內(nèi)存被占用了最少-Xms的大小，一個(gè)說明現(xiàn)象就是JVM首先將內(nèi)存先占用了，然后再分配給其對象的，也就是說我們所謂的new可以理解為在堆上做了一個(gè)標(biāo)記，所以在一定程度上做連續(xù)分配內(nèi)存是可以實(shí)現(xiàn)的，只是你會發(fā)現(xiàn)若要真正實(shí)現(xiàn)連續(xù)，必然導(dǎo)致一定程度上的序列化，所以new的開銷一般還是蠻大的，即使在后面說的JVM會將內(nèi)存分成幾個(gè)大塊來完成操作，但是也避免不了序列化的過程。

在這里一個(gè)小推敲就是，一個(gè)SERVER的管理內(nèi)存范圍一般不要太大（一般在1~2G一個(gè)SERVER），推薦也不要太大，因數(shù)去考慮：

1、JAVA虛擬機(jī)回收內(nèi)存是在不夠用的時(shí)候再去回收，這個(gè)不夠用何以說明，很多時(shí)候因?yàn)橛?jì)算上的失誤導(dǎo)致內(nèi)存溢出。

2、如果一個(gè)主機(jī)只有2G左右內(nèi)存，很少的CPU，那么一個(gè)JVM也好，但是如果主機(jī)很好，如32G內(nèi)存，那么這樣做未必有點(diǎn)過，第一發(fā)揮不出來，一個(gè)JVM管這么大塊內(nèi)存好像有點(diǎn)過，還有內(nèi)存不夠用去回收這么大塊內(nèi)存（回收內(nèi)存時(shí)一般需暫停服務(wù)），需要花時(shí)間，第二舉個(gè)很現(xiàn)實(shí)的例子，一個(gè)學(xué)校如果只有20~30人，一個(gè)人可以既當(dāng)校長又當(dāng)老師，如果一個(gè)學(xué)校有幾百上千人，我想這個(gè)人再大的能力忙死也管不過來，而且會出亂子，此時(shí)它要請班主任來管了。

3、對于大內(nèi)存來說，使用多個(gè)SERVER完成負(fù)載均衡，一個(gè)暫停服務(wù)回收內(nèi)存，另一個(gè)還可以運(yùn)行嘛。

4、JVM如何尋找到需要回收的內(nèi)存：

4.1、 引用計(jì)數(shù)算法：在早期的JAVA虛擬機(jī)中，他們采用思維上最為常用的算法，就是計(jì)數(shù)器，在對象被使用“=”給與句柄的過程中（在集合類內(nèi)部雖然外部調(diào)用通過add或者put完成，不過內(nèi)部仍然是這樣），它同時(shí)會告訴JAVA虛擬機(jī)，這個(gè)對象被增加一次引用（注意一個(gè)句柄如果已經(jīng)存在指向的實(shí)體，此時(shí)指向另一個(gè)實(shí)體，它也會同時(shí)告訴JAVA虛擬機(jī)以前指向那個(gè)實(shí)體少了一個(gè)引用，不然這就亂了），當(dāng)你使用句柄=null的時(shí)候，它會告訴JAVA虛擬機(jī)這個(gè)指向的實(shí)體少了一個(gè)引用，這個(gè)計(jì)數(shù)器并不是記錄在實(shí)體本省，而是被JVM私有化管理起來，這部分也是JVM垃圾回收機(jī)的基礎(chǔ)信息（私有化管理部分為JVM中的永久域，為所有靜態(tài)常量的管理池，如：public class的代碼段、static代碼段、static變量、String常量數(shù)組的一份拷貝等等），JVM回收內(nèi)存的時(shí)候，就會去找計(jì)數(shù)器中位0的元素，將其回收（回收過程，在第五節(jié)說明），如果有級聯(lián)引用的，如果父親級別的引用被回收后，子對象的引用數(shù)會自動減少1。

問題出來了：

對于A對象有B對象的引用、B對象有A對象的引用，如果兩個(gè)引用都沒有程序員去手動去=null操作，那么實(shí)用引用計(jì)數(shù)算法，將永遠(yuǎn)計(jì)算不出來他們是需要被回收的內(nèi)存，這就是一種在使用引用計(jì)數(shù)器中的JAVA內(nèi)存泄露問題（對于這類內(nèi)存泄露屬于引用計(jì)數(shù)上，使用樹結(jié)構(gòu)遍歷是沒有問題的，同樣在引用計(jì)數(shù)算法上，存在多層集合類級聯(lián)引用的問題可能不會被回收到；另一類是流的內(nèi)存泄露（連接的內(nèi)存泄露也屬于其中），對于這類對象，進(jìn)行特殊的管理，內(nèi)部有一個(gè)管理器，如連接數(shù)據(jù)有一個(gè)DriverManager，他們永遠(yuǎn)都保存著對連接的引用，如果直接使用JDBC操作，使用完然后做close操作，相當(dāng)于告訴連接管理器斷開并可以釋放連接對象，反過來說，如果不做Close操作，系統(tǒng)永遠(yuǎn)不知道這塊資源信息是垃圾內(nèi)存，永遠(yuǎn)不會回收它，直到資源耗盡內(nèi)存溢出為止，直接將句柄=null，對于連接對象是無效）。

這個(gè)引用計(jì)數(shù)需要遍歷整塊JVM才知道哪些需要回收，哪些不需要回收，太慢了。。。。

4.2.樹結(jié)構(gòu)遍歷算法：其實(shí)為什么JAVA虛擬機(jī)可以管理其區(qū)域下的內(nèi)存，因?yàn)槲覀兪窃?/span>JVM內(nèi)部去創(chuàng)建內(nèi)存，所以可以理解為打一個(gè)TAG，那么它必然有一個(gè)根引用（靜態(tài)區(qū)）通過分類的管理機(jī)制遍歷到所使用的每一個(gè)堆空間中，此時(shí)這棵很大的樹上，進(jìn)行遍歷下來得到的全部是活著的結(jié)點(diǎn)。那么沒有被遍歷到的全部是沒有活著的結(jié)點(diǎn)，對于大量內(nèi)存需要回收的情況（很多情況下是的，因?yàn)闃I(yè)務(wù)級的請求用完這塊內(nèi)存就沒用了），我們很快可以知道哪些內(nèi)存是活著的，在后面回收時(shí)對應(yīng)其快速復(fù)制的過程，另一個(gè)區(qū)域就作為自動作為垃圾內(nèi)存了，在JDK1.4.2后開始逐步提出并行回收算法（包含了并行遍歷算法，內(nèi)部包含了后面說的需要將內(nèi)存分塊管理，而并非完全是一個(gè)整體）。

     現(xiàn)在的JVM根據(jù)實(shí)際情況會采用一種自適應(yīng)的算法去尋找垃圾內(nèi)存，它會按照上述兩種算法進(jìn)行分別管理，當(dāng)發(fā)現(xiàn)樹結(jié)構(gòu)的開銷較大的時(shí)候（大部分是不需要回收的內(nèi)存，由于樹的遍歷要么通過遞歸消耗代碼段并在時(shí)間開銷上很大以外或者利用一個(gè)緩沖區(qū)來遍歷，比順序遍歷要慢很多，這種情況其實(shí)很少，如果真是這樣，內(nèi)存很容易溢出），所以此時(shí)它會自適應(yīng)的去采用引用計(jì)數(shù)算法去找需要回收的內(nèi)存部分。

 5、JVM如何回收內(nèi)存的（回收算法分解詳述）：

首先了解幾個(gè)其他的概念：

5.1．平時(shí)所說的JDK，其實(shí)是JAVA開發(fā)工具的意思，安裝JAVA虛擬機(jī)會產(chǎn)生兩個(gè)JRE目錄，JRE目錄為JAVA運(yùn)行時(shí)環(huán)境的意思，兩個(gè)JRE目錄的區(qū)別是其中在JDK所在的JRE目錄下沒有Server和Client文件夾（JDK1.5自動安裝包會自動將其復(fù)制到JDK下面一份），JRE為運(yùn)行時(shí)環(huán)境，提供對JVM操作的API，JVM內(nèi)部通過動態(tài)鏈接庫（就是配置PATH的路徑下），通過它作為主動態(tài)鏈接庫尋找到其它的動態(tài)鏈接庫，動態(tài)鏈接庫為何OS綁定的參數(shù)，即代碼最終要通過這些東西轉(zhuǎn)換為X86指令集進(jìn)行運(yùn)行，另一個(gè)核心工具為JIT（JAVA即時(shí)編譯工具），用于將代碼轉(zhuǎn)換為對應(yīng)操作系統(tǒng)的運(yùn)行指令集合的過程，不過其與惰性評估形成對比，后面會專門介紹。

 5.1.JVM首先將大致分為：JVM指令集、JVM存儲器、JVM內(nèi)存（堆棧區(qū)域部分）、JVM垃圾回收區(qū)域；JVM的堆部分又一般分為：新域、舊域、永久域（很多時(shí)候不會認(rèn)為段是堆的一部分，因?yàn)樗怯肋h(yuǎn)不會被回收的，它一般包含class的定義信息、static定義的方法、static匿名塊代碼段、常量信息（較為典型的就是String常量），不過這塊內(nèi)存也是可以被配置的）；新域內(nèi)部又可以分為Eden和兩個(gè)救助區(qū)域，這幾個(gè)對象在JVM內(nèi)部有一定的默認(rèn)值，但是也是可以被設(shè)置的。

    當(dāng)新申請的對象的時(shí)候，會放入Eden區(qū)中（這個(gè)區(qū)域一般不會太大），當(dāng)對象在一定時(shí)間內(nèi)還在使用的時(shí)候，它會逐步的進(jìn)入舊域（此時(shí)是一個(gè)內(nèi)存復(fù)制的過程，舊區(qū)域按照順序，其引用的句柄也會被修改指向的位置），JVM回收中會先將Eden里面的內(nèi)存和一個(gè)救助區(qū)域的內(nèi)存就會被賦值到另一個(gè)救助區(qū)域，然后對這兩塊內(nèi)存進(jìn)行回收，同理，舊區(qū)域也有一個(gè)差不多大小的內(nèi)存區(qū)域進(jìn)行被復(fù)制，這個(gè)復(fù)制的過程肯定就會在一定程度上將內(nèi)存連續(xù)的排列起來；另外可以想到JAVA提供內(nèi)存復(fù)制最快的就是System.arrayCopy方法，那么這個(gè)肯定是按照內(nèi)存數(shù)組進(jìn)行拷貝（JVM起始就是一個(gè)大內(nèi)存，本身就可以成是幾個(gè)大數(shù)組組成的，而這個(gè)拷貝方法，默認(rèn)拷貝多長呢，其實(shí)數(shù)組最長可以達(dá)到多少，通過數(shù)組的length返回的是int類型數(shù)據(jù)就可以清楚發(fā)現(xiàn)，為int類型的上限1<<30的長度（理想情況，因?yàn)橛锌赡芤驗(yàn)椴僮飨到y(tǒng)的其他進(jìn)程導(dǎo)致JVM內(nèi)存本身就不是連續(xù)的），即在2G*單元內(nèi)存長度，所以也在一定程度上說明我們的一個(gè)JVM設(shè)置內(nèi)存不要太大，不然復(fù)制內(nèi)存的過程開銷是很大的）。

    其實(shí)上述描述的是一種停止-復(fù)制回收算法，在這個(gè)過程中形成了幾個(gè)大的內(nèi)存來回倒，這必然是很惡心的事情，那么繼續(xù)將其切片為幾個(gè)大的板塊，有些大的對象會出現(xiàn)一兩個(gè)對象占用一個(gè)版塊的現(xiàn)象，這些大對象基本不會怎么移動（被回收就是另一回事，因?yàn)闀蹇者@個(gè)版塊），板塊之間有一些對應(yīng)關(guān)系，在回收時(shí)先將一些版塊的小對象，向另一個(gè)還未裝滿的大板塊內(nèi)部轉(zhuǎn)移，復(fù)制的粒度變小了，另外管理上可以發(fā)揮多線程的優(yōu)勢所在，好比是將一塊大的田地，分成很多小田地，每塊田地種植不同檔次的秧苗，將其劃分等級，我們假如秧苗經(jīng)常會隨機(jī)的死掉一些（這塊是垃圾），在清理一些很普通的秧苗田地的時(shí)候，可能會將其中一塊或幾塊田地的（活著的秧苗）種植到另一塊田地中，但是他們不可以將高檔次的秧苗移植到低檔次的田地中，因?yàn)楦邫n次的秧苗造價(jià)太高（內(nèi)存太大），移植過程中代價(jià)太大，需要使用非普通秧苗的手段要移動他們，所以基本不移動他們，除非豐收他們的時(shí)候（他們也成為垃圾內(nèi)存的時(shí)候），才會被拔出，騰出田地來。在轉(zhuǎn)移秧苗的過程中，他們需要整理出順序便于管理，在很多書籍上把這個(gè)過程叫做壓縮，因?yàn)檫@樣使得保證在只要內(nèi)存不溢出的情況下，申請的對象都有足夠的控件可以存放，不然零碎的空間中間的縫隙未必可以存放下一個(gè)較大的對象。將內(nèi)存分塊管理就是另一個(gè)停止復(fù)制收集器的進(jìn)一步升級：增量收集思想。

 5.2.回收過程，垃圾回收機(jī)制一般分為：標(biāo)記—清除、標(biāo)記—壓縮、停止—復(fù)制、增量收集、分代收集、并發(fā)收集和并行收集。

 標(biāo)記清除收集器，一般依賴于第一種尋找垃圾的算法去尋找，當(dāng)尋找到需要使用的內(nèi)存，會打一個(gè)TAG，此時(shí)未標(biāo)記的對象，就會被該收集器回收，一般先停止外部服務(wù)，并且是單線程的去尋找并清除。

 標(biāo)記壓縮收集器，和上述收集器唯一區(qū)別就是多一步壓縮操作，壓縮操作刪除前或刪除后去操作是將標(biāo)記為正在使用的對象復(fù)制到一塊新的內(nèi)存中，也就是大致上是按照順序排列的。

 停止復(fù)制收集器、增量收集器上述描述的較多，這里就不再多說了，總之是來回倒這些內(nèi)存，為了介于內(nèi)存，在其基礎(chǔ)上按照一定規(guī)則進(jìn)行內(nèi)存分塊操作。

 并發(fā)收集器，這里一定要明確并發(fā)和并行的概念不同之處，并發(fā)收集器是可以再內(nèi)存回收的過程中不暫停服務(wù)，也就是不影響運(yùn)行，類似上述的收集器，要進(jìn)行壓縮空間等操作不得不暫停服務(wù)保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行；可以思考到它基本會建立在首先將內(nèi)存分塊的基礎(chǔ)上，可能會更細(xì)，它獨(dú)立的運(yùn)行并和應(yīng)用程序同時(shí)運(yùn)行，回收的方式也是和上面一樣，只是它復(fù)制的時(shí)候只是較小部分內(nèi)存的復(fù)制，所以其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)運(yùn)行照常，粒度很小，最好的情況就是這塊內(nèi)存99%是需要回收的，它正在回收這塊內(nèi)存，關(guān)于剩下的1%的內(nèi)存應(yīng)用服務(wù)被暫停，其余其它塊的內(nèi)存照常運(yùn)行不受到影響。

 并行收集器是使用上述某類收集方法，但是使用多線程算法進(jìn)行回收，在服務(wù)器應(yīng)用中，利用多CPU進(jìn)行回收可以顯著提高性能，此時(shí)需要進(jìn)行相關(guān)的配置，在第六節(jié)中有詳細(xì)的說明。

 對于上述了解后，可能對于不同的應(yīng)用服務(wù)器有不同的JVM垃圾查找算法和回收算法，但是大致不離其中，根據(jù)實(shí)際情況，進(jìn)行服務(wù)器的相關(guān)調(diào)試就可以在一定程度上提高服務(wù)器的運(yùn)行性能，第六節(jié)就詳細(xì)說明下。

6、應(yīng)用服務(wù)器部署及常用參數(shù)設(shè)置：

說到JVM的配置，最常用的兩個(gè)配置就是：

-Xms512m –Xmx1024m

-Xms設(shè)置JVM的初始化內(nèi)存大小，-Xmx為最大內(nèi)存大小，當(dāng)突破這個(gè)值，將會報(bào)內(nèi)存溢出，導(dǎo)致的原因有很多，主要是虛擬機(jī)的回收問題以及程序設(shè)計(jì)上的內(nèi)存泄露問題；由于在超過-Xms時(shí)會產(chǎn)生頁面申請的開銷，所以一般很多應(yīng)用服務(wù)器會推薦-Xms和-Xmx是等值的；最大值一般不保持在主機(jī)內(nèi)存的75%的內(nèi)存左右(多個(gè)SERVER是加起來的內(nèi)存)，當(dāng)JVM絕大部分時(shí)間處于回收狀態(tài)，并且內(nèi)存長時(shí)間處于非常長少的狀態(tài)就會報(bào)：java.lang.OutOfMemoryError:Java heap space的錯誤。

 上面提及到JVM很多的知識面，很顯然你想去設(shè)置一下其它的參數(shù)，其實(shí)對于JVM設(shè)置的參數(shù)有上百個(gè)，這里就說一些較為常用配置即可。

 JVM內(nèi)存配置分兩大類：

1、-X開頭的參數(shù)信息：一般每個(gè)版本變化不大。

2、-XX開頭的參數(shù)信息：版本升級變化較大，如果沒有太大必要保持默認(rèn)即可。

3、另外還有一個(gè)特殊的選項(xiàng)就是-server還是-client，他們在默認(rèn)配置內(nèi)存上有一些細(xì)微的區(qū)別，直接用JDK運(yùn)行程序默認(rèn)是-client，應(yīng)用服務(wù)器生產(chǎn)模式一般只會用-server。

 這些命令其實(shí)就是在運(yùn)行java命令或者javaw等相關(guān)命令后可以配置的參數(shù)，如果不配置，他們有相應(yīng)的默認(rèn)值配置。

 1、-X開頭的常用配置信息：

-Xnoclassgc  禁用垃圾回收，一般不適用這個(gè)參數(shù)

-Xincgc       啟用增量垃圾回收

-Xmn1024K   Eden區(qū)初始化JAVA堆的尺寸，默認(rèn)值640K

-Xms512m    JAVA堆初始化尺寸，默認(rèn)是32M

-Xmx512m    JAVA堆最大尺寸，默認(rèn)64M，一般不超過2G，在64位機(jī)上，使用64位的JVM，需要操作系統(tǒng)進(jìn)行unlimited方可設(shè)置到2G以上。

 2、-XX開頭常用內(nèi)存配置信息：

-XX:-DisableExplicitGC  將會忽略手動調(diào)用GC的代碼，如：System.gc()，將-DisableExplicitGC，   改成+DisableExplicitGC即為啟用，默認(rèn)為啟用，什么也不寫，默認(rèn)是加號，但是系統(tǒng)內(nèi)部默認(rèn)的并不是什么都啟用。

-XX:+UseParallelGC     將會自動啟用并行回收，多余多CPU主機(jī)有效，默認(rèn)是不啟用。

-XX:+UseParNewGC     啟用并行收集（不是回收），也是多CPU有效。

-XX:NewSize=128m     新域的初始化尺寸。

-XX:MaxNewSize=128m 新創(chuàng)建的對象都是在Eden中，其屬于新域，在-client中默認(rèn)為640K，而-server中默認(rèn)是2M，為減少頻繁的對新域進(jìn)行回收，可以適當(dāng)調(diào)大這個(gè)值。

-XX:PerSize=64m        設(shè)置永久域的初始化大小，在WEBLOGIC中默認(rèn)的尺寸應(yīng)該是48M，一般夠用，可以根據(jù)實(shí)際情況作相應(yīng)條調(diào)整。

-XX:MaxPerSize=64m    設(shè)置永久域的最大尺寸。

另外還可以設(shè)置按照區(qū)域的比例進(jìn)行設(shè)置操作，以及設(shè)置線程、緩存、頁面大小等等操作。

 3、-XX開頭的幾個(gè)監(jiān)控信息：

-XX:+GITime              顯示有多少時(shí)間花在編譯代碼代碼上，這部分為運(yùn)行時(shí)編譯為對應(yīng)機(jī)器碼時(shí)間。

-XX:+PrintGC              打印垃圾回收的基本信息

-XX:+PrintGCTimeStamps 打印垃圾回收時(shí)間戳信息

-XX:+PrintGCDetails       打印垃圾回收的詳細(xì)信息

-XX:+TraceClassLoading    跟蹤類的加載

-XX:+TraceClassResolution 跟蹤常量池

-XX:+TraceClassUnLoading 跟蹤類卸載

等等。。。。。。

 例子：

編寫一個(gè)簡單的JAVA類：

public class Hello {

     public static void main(String []args) {

         byte []a1 = new byte[4*1024*1024];

         System.out.println("第一次申請");

         byte []a2 = new byte[4*1024*1024];

         System.out.println("第二次申請");

         byte []a3 = new byte[4*1024*1024];

         System.out.println("第三次申請");

         byte []a4 = new byte[4*1024*1024];

         System.out.println("第四次申請");

         byte []a5 = new byte[4*1024*1024];

         System.out.println("第五次申請");

         byte []a6 = new byte[4*1024*1024];

         System.out.println("第六次申請");

     }

}

此時(shí)運(yùn)行程序，這樣調(diào)試一下:

C:\>java -Xmn4m -Xms16m -Xmx16m Hello

第一次申請

第二次申請

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

 此時(shí)內(nèi)存溢出，因?yàn)檫@些空間都有釋放，16M空間正好一半8M就溢出了，和我們的理論較吻合的就是一半在使用一半的大小就會崩掉，顯示的使用值會成倍增加。

 那么我們將程序修改一下再看效果：

public class Hello {

     public static void main(String []args) {

         byte []a1 = new byte[4*1024*1024];

         System.out.println("第一次申請");

         a1 = new byte[4*1024*1024];

         System.out.println("第二次申請");

         a1 = new byte[4*1024*1024];

         System.out.println("第三次申請");

         a1 = new byte[4*1024*1024];

         System.out.println("第四次申請");

         a1 = new byte[4*1024*1024];

         System.out.println("第五次申請");

         a1 = new byte[4*1024*1024];

         System.out.println("第六次申請");

     }

}

運(yùn)行程序如下：

C:\>javac Hello.java

 C:\>java -Xmn4m -Xms16m -Xmx16m Hello

第一次申請

第二次申請

第三次申請

第四次申請

第五次申請

第六次申請

程序正常下來了，說明中途進(jìn)行了垃圾回收的動作，我們想看下垃圾回收的整個(gè)過程，如何看，把上面的參數(shù)搬下來：

E:\>java -Xmn4m -Xms16m -Xmx16m -XX:+PrintGCDetails Hello

第一次申請

第二次申請

[GC [DefNew: 189K->133K(3712K), 0.0014622 secs][Tenured: 8192K->4229K(12288K), 0.0089967 secs] 8381K->4229K(16000K), 0.0110011 secs]

第三次申請

[GC [DefNew: 0K->0K(3712K), 0.0004749 secs][Tenured: 8325K->4229K(12288K), 0.0083114 secs] 8325K->4229K(16000K), 0.0092936 secs]

第四次申請

[GC [DefNew: 0K->0K(3712K), 0.0003168 secs][Tenured: 8325K->4229K(12288K), 0.0081516 secs] 8325K->4229K(16000K), 0.0089735 secs]

第五次申請

[GC [DefNew: 0K->0K(3712K), 0.0003179 secs][Tenured: 8325K->4229K(12288K), 0.0080368 secs] 8325K->4229K(16000K), 0.0088335 secs]

第六次申請

 從上面的結(jié)果中看到第一次回收是從兩個(gè)對象申請后，開始回收，后面是每申請一個(gè)就回收一次，那是因?yàn)椋绦虼a中始終用一個(gè)句柄指向了一個(gè)空間，第一次回收的時(shí)候只回收了一個(gè)對象，還有一個(gè)對象沒有回收，而當(dāng)后面申請對象過程中，沒申請一個(gè)對象以前那個(gè)對象就是垃圾，而且內(nèi)存又滿了，所以內(nèi)存就會在每申請一個(gè)對象的時(shí)候被回收。

 把程序稍微修改一下，增加兩個(gè)申請得較大的內(nèi)存，因?yàn)樾聟^(qū)域的回收從上一個(gè)試驗(yàn)中看不出來：

public class Hello {

     public static void main(String []args) {

         byte []a1 = new byte[4*1024*1024];

         System.out.println("第一次申請");

         a1 = new byte[4*1024*1024];

         System.out.println("第二次申請");

         a1 = new byte[4*1024*1024];

         System.out.println("第三次申請");

         a1 = new byte[4*1024*1024];

         System.out.println("第四次申請");

         a1 = new byte[4*1024*1024];

         System.out.println("第五次申請");

         a1 = new byte[4*1024*1024];

         System.out.println("第六次申請");

         a1 = new byte[12*1024*1024];

         System.out.println("第七次申請（大三倍的內(nèi)存）");

         a1 = new byte[12*1024*1024];

         System.out.println("第八次申請（大三倍的內(nèi)存）");

     }

}

E:\>javac Hello.java

--先將新區(qū)域設(shè)置為4m看下結(jié)果：

E:\>java -Xmn4m -Xms32m -Xmx32m -XX:+PrintGCDetails Hello

第一次申請

第二次申請

第三次申請

第四次申請

第五次申請

第六次申請

[GC [DefNew: 189K->133K(3712K), 0.0015527 secs][Tenured: 24576K->4229K(28672K), 0.0091076 secs] 24765K->4229K(32384K), 0.0111978 secs]

第七次申請（大三倍的內(nèi)存）

[GC [DefNew: 0K->0K(3712K), 0.0005428 secs][Tenured: 16517K->12421K(28672K), 0.0131774 secs] 16517K->12421K(32384K), 0.0142610 secs]

第八次申請（大三倍的內(nèi)存）

 --再將新域的大小擴(kuò)大一倍：

E:\>java -Xmn8m -Xms32m -Xmx32m -XX:+PrintGCDetails Hello

第一次申請

[GC [DefNew: 4362K->133K(7424K), 0.0049861 secs] 4362K->4229K(32000K), 0.0053091 secs]

第二次申請

[GC [DefNew: 4229K->133K(7424K), 0.0043679 secs] 8325K->8325K(32000K), 0.0047056 secs]

第三次申請

[GC [DefNew: 4229K->133K(7424K), 0.0044629 secs] 12421K->12421K(32000K), 0.0047791 secs]

第四次申請

[GC [DefNew: 4229K->133K(7424K), 0.0044263 secs] 16517K->16517K(32000K), 0.0047646 secs]

第五次申請

[GC [DefNew: 4229K->133K(7424K), 0.0045198 secs] 20613K->20613K(32000K), 0.0048372 secs]

第六次申請

[GC [DefNew: 4229K->4229K(7424K), 0.0001604 secs][Tenured: 20480K->4229K(24576K), 0.0092190 secs] 24709K->4229K(32000K), 0.0098943 secs]

第七次申請（大三倍的內(nèi)存）

[GC [DefNew: 0K->0K(7424K), 0.0005219 secs][Tenured: 16517K->12421K(24576K), 0.0131838 secs] 16517K->12421K(32000K), 0.0142096 secs]

[Full GC [Tenured: 12421K->12420K(24576K), 0.0115076 secs] 12421K->12420K(32000K), [Perm : 338K->337K(8192K)], 0.0123320 secs]

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

   盡然內(nèi)存溢出了，怎么擴(kuò)大了內(nèi)存溢出了？難道新域不能設(shè)置得太大？那么為了論證，我們將新域的大小再放大一倍：

E:\>java -Xmn16m -Xms32m -Xmx32m -XX:+PrintGCDetails Hello

第一次申請

第二次申請

第三次申請

[GC [DefNew: 12551K->133K(14784K), 0.0052593 secs] 12551K->4229K(31168K), 0.0055915 secs]

第四次申請

第五次申請

第六次申請

[GC [DefNew: 12556K->12556K(14784K), 0.0001953 secs][Tenured: 4096K->4229K(16384K), 0.0091847 secs] 16652K->4229K(31168K), 0.0098906 secs]

第七次申請（大三倍的內(nèi)存）

[GC [DefNew: 12288K->12288K(14784K), 0.0001972 secs][Tenured: 4229K->12421K(16384K), 0.0148896 secs] 16517K->12421K(31168K), 0.0155777 secs]

第八次申請（大三倍的內(nèi)存）

 為什么又不內(nèi)存溢出了，所以這個(gè)設(shè)置和絕對是否大和絕對是否小幾乎無關(guān)，而是和實(shí)際情況的對象的關(guān)系，我們推算一下：

 前面每次理想申請堆空間是4M（新域內(nèi)部還包含救助區(qū)域，所以直接放不下了），這個(gè)申請直接就進(jìn)入舊域才能放下，所以在新區(qū)域申請4m的過程中，舊區(qū)域空間又28m空間，前6次申請空間的時(shí)候，是4*6=24M接近位數(shù)，此時(shí)第七次申請空間時(shí)候就需要回收內(nèi)存，可以看到回收的全部是舊域的內(nèi)存，新域的內(nèi)存沒有什么變化。

 而當(dāng)新域設(shè)置為8M的時(shí)候，舊域只有24M，第一個(gè)4M顯然能放下去，第二個(gè)4M不行了，就要將前面那個(gè)轉(zhuǎn)移到舊域內(nèi)部，這個(gè)轉(zhuǎn)移過程并不會去做GC的操作，而是不斷的將信息轉(zhuǎn)移過去，而這些內(nèi)存屬于垃圾，后面會不斷從新域向舊區(qū)域轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)，但是這個(gè)過程中不會回收信息，和上述一樣，不過當(dāng)一個(gè)12M的數(shù)據(jù)下來的時(shí)候，此時(shí)前面會有最多兩個(gè)對象及8M的內(nèi)容在新區(qū)域內(nèi)部（但是通過試驗(yàn)論證最多只能又一個(gè)在新域，因?yàn)樾掠螂m然有8M但是實(shí)際拿給Eden用的肯定沒有這么多），此時(shí)也就是說舊域使用的內(nèi)存應(yīng)該是16M或者20M的空間，但是此時(shí)JVM認(rèn)為還沒有到必須要回收內(nèi)存的地步，如果進(jìn)來一個(gè)4M以內(nèi)的內(nèi)存，JVM啟動內(nèi)存馬上回收，即可將垃圾內(nèi)存回收掉；而進(jìn)來一個(gè)12M的內(nèi)存，整個(gè)JVM新域+舊區(qū)域也放不下那么大的內(nèi)存了，所以會報(bào)內(nèi)存溢出。

同理可以分析設(shè)置為16M的情況。

 在設(shè)置過程中并不是設(shè)置大或者小有好處，根據(jù)實(shí)際情況而定如何去控制，默認(rèn)情況下，新域的大小為舊域的二分之一（即堆空間的三分之一），由參數(shù)：-XX:NewRatio的值來設(shè)置其比例關(guān)系，默認(rèn)值為2。

 7、擴(kuò)展話題JIT（及時(shí)編譯技術(shù)）與lazy evaluation（惰性評估）：