JVM基本是BAT面試必考的內容，今天我們先從JVM內存模型開啟詳解整個JVM系列，希望看完整個系列后，可以輕松通過BAT關于JVM的考核。

BAT必考JVM系列專題

1.JVM內存模型

2.JVM垃圾回收算法

3.JVM垃圾回收器

4.JVM參數(shù)詳解

5.JVM性能調優(yōu)

JVM內存結構

由上圖可以清楚的看到JVM的內存空間分為3大部分：

堆內存

方法區(qū)

棧內存

其中棧內存可以再細分為java虛擬機棧和本地方法棧,堆內存可以劃分為新生代和老年代,新生代中還可以再次劃分為Eden區(qū)、From Survivor區(qū)和To Survivor區(qū)。

其中一部分是線程共享的，包括 Java 堆和方法區(qū)；另一部分是線程私有的，包括虛擬機棧和本地方法棧，以及程序計數(shù)器這一小部分內存。

堆內存（Heap）

java 堆（Java Heap）是Java 虛擬機所管理的內存中最大的一塊。堆是被所有線程共享的區(qū)域，實在虛擬機啟動時創(chuàng)建的。堆里面存放的都是對象的實例（new 出來的對象都存在堆中）。

此內存區(qū)域的唯一目的就是存放對象實例（new的對象），幾乎所有的對象實例都在這里分配內存。

堆內存分為兩個部分：年輕代和老年代。我們平常所說的垃圾回收，主要回收的就是堆區(qū)。更細一點劃分新生代又可劃分為Eden區(qū)和2個Survivor區(qū)（From Survivor和To Survivor）。

下圖中的Perm代表的是永久代，但是注意永久代并不屬于堆內存中的一部分，同時jdk1.8之后永久代已經被移除。

新生代 （ Young ） 與老年代 （ Old ） 的比例的值為 1:2 （ 該值可以通過參數(shù) –XX:NewRatio 來指定 ）

默認的，Eden : from : to = 8 : 1 : 1 （ 可以通過參數(shù) –XX:SurvivorRatio 來設定 ），即： Eden = 8/10 的新生代空間大小，from = to = 1/10 的新生代空間大小。

方法區(qū)（Method Area）

方法區(qū)也稱”永久代“，它用于存儲虛擬機加載的類信息、常量、靜態(tài)變量、是各個線程共享的內存區(qū)域。

在JDK8之前的HotSpot JVM，存放這些”永久的”的區(qū)域叫做“永久代（permanent generation）”。永久代是一片連續(xù)的堆空間，在JVM啟動之前通過在命令行設置參數(shù)-XX:MaxPermSize來設定永久代最大可分配的內存空間，默認大小是64M（64位JVM默認是85M）。

隨著JDK8的到來，JVM不再有 永久代（PermGen）。但類的元數(shù)據(jù)信息（metadata）還在，只不過不再是存儲在連續(xù)的堆空間上，而是移動到叫做“Metaspace”的本地內存（Native memory。

方法區(qū)或永生代相關設置

• -XX:PermSize=64MB 最小尺寸，初始分配
• -XX:MaxPermSize=256MB 最大允許分配尺寸，按需分配
• XX:+CMSClassUnloadingEnabled -XX:+CMSPermGenSweepingEnabled 設置垃圾不回收
• 默認大小
• -server選項下默認MaxPermSize為64m
• -client選項下默認MaxPermSize為32m

虛擬機棧（JVM Stack）

java虛擬機棧是線程私有，生命周期與線程相同。創(chuàng)建線程的時候就會創(chuàng)建一個java虛擬機棧。

虛擬機執(zhí)行java程序的時候，每個方法都會創(chuàng)建一個棧幀，棧幀存放在java虛擬機棧中，通過壓棧出棧的方式進行方法調用。

棧幀又分為一下幾個區(qū)域：局部變量表、操作數(shù)棧、動態(tài)連接、方法出口等。
平時我們所說的變量存在棧中，這句話說的不太嚴謹，應該說局部變量存放在java虛擬機棧的局部變量表中。
java的8中基本類型的局部變量的值存放在虛擬機棧的局部變量表中，如果是引用型的變量，則只存儲對象的引用地址。

本地方法棧（Native Stack）

本地方法棧（Native Method Stacks）與虛擬機棧所發(fā)揮的作用是非常相似的，其區(qū)別不過是虛擬機棧為虛擬機執(zhí)行Java方法（也就是字節(jié)碼）服務，而本地方法棧則是為虛擬機使用到的Native方法服務。

程序計數(shù)器（PC Register）

程序計數(shù)器就是記錄當前線程執(zhí)行程序的位置，改變計數(shù)器的值來確定執(zhí)行的下一條指令，比如循環(huán)、分支、方法跳轉、異常處理，線程恢復都是依賴程序計數(shù)器來完成。
Java虛擬機多線程是通過線程輪流切換并分配處理器執(zhí)行時間的方式實現(xiàn)的。為了線程切換能恢復到正確的位置，每條線程都需要一個獨立的程序計數(shù)器，所以它是 線程私有 的。

直接內存

直接內存并不是虛擬機內存的一部分，也不是Java虛擬機規(guī)范中定義的內存區(qū)域。jdk1.4中新加入的NIO，引入了通道與緩沖區(qū)的IO方式，它可以調用Native方法直接分配堆外內存，這個堆外內存就是本機內存，不會影響到堆內存的大小。

JVM內存參數(shù)設置

• -Xms設置堆的最小空間大小。
• -Xmx設置堆的最大空間大小。
• -Xmn:設置年輕代大小
• -XX:NewSize設置新生代最小空間大小。
• -XX:MaxNewSize設置新生代最大空間大小。
• -XX:PermSize設置永久代最小空間大小。
• -XX:MaxPermSize設置永久代最大空間大小。
• -Xss設置每個線程的堆棧大小
• -XX:+UseParallelGC:選擇垃圾收集器為并行收集器。此配置僅對年輕代有效。即上述配置下,年輕代使用并發(fā)收集,而年老代仍舊使用串行收集。
• -XX:ParallelGCThreads=20:配置并行收集器的線程數(shù),即:同時多少個線程一起進行垃圾回收。此值最好配置與處理器數(shù)目相等。

典型JVM參數(shù)配置參考:

• java-Xmx3550m-Xms3550m-Xmn2g-Xss128k
• -XX:ParallelGCThreads=20
• -XX:+UseConcMarkSweepGC-XX:+UseParNewGC

-Xmx3550m:設置JVM最大可用內存為3550M。

-Xms3550m:設置JVM促使內存為3550m。此值可以設置與-Xmx相同,以避免每次垃圾回收完成后JVM重新分配內存。

-Xmn2g:設置年輕代大小為2G。整個堆大小=年輕代大小+年老代大小+持久代大小。持久代一般固定大小為64m,所以增大年輕代后,將會減小年老代大小。此值對系統(tǒng)性能影響較大,官方推薦配置為整個堆的3/8。

-Xss128k:設置每個線程的堆棧大小。JDK5.0以后每個線程堆棧大小為1M,以前每個線程堆棧大小為256K。更具應用的線程所需內存大
小進行調整。在相同物理內存下,減小這個值能生成更多的線程。但是操作系統(tǒng)對一個進程內的線程數(shù)還是有限制的,不能無限生成,經驗值在3000~5000
左右。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的直通BAT必考题系列：深入详解JVM内存模型与JVM参数详细配置的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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