堆整体

java堆的特点

• Java 堆（Java Heap）是 java 虚拟机所管理的内存中最大的一块
• java 堆被所有线程共享的一块内存区域
• 虚拟机启动时创建java堆
• java 堆的唯一目的就是存放对象实例。
• java 堆是垃圾收集器管理的主要区域。
• 从内存回收的角度来看， 由于现在收集器基本都采用分代收集算法， 所以Java堆可以细分为：新生代（Young）和老年代（Old）。 新生代又被划分为三个区域 Eden、From Survivor， To Survivor 等。无论怎么划分，最终存储的都是实例对象， 进一步划分的目的是为了更好的回收内存， 或者更快的分配内存。
• java 堆的大小是可扩展的， 通过 -Xmx 和 -Xms 控制。
• 如果堆内存不够分配实例对象， 并且对也无法在扩展时， 将会抛出 outOfMemoryError异常。

堆内存划分： 

• 堆大小 = 新生代 + 老年代。堆的大小可通过参数–Xms（堆的初始容量）、-Xmx（堆的最大容量） 来指定。
• 其中，新生代 ( Young ) 被细分为 Eden 和 两个 Survivor 区域，这两个 Survivor 区域分别被命名为 from 和 to 以示区分。默认以 Edem:from:to = 8:1:1 （可以通过参数 –XX:SurvivorRatio）来设定 。
• 即： Eden = 8/10 的新生代空间大小，from = to = 1/10 的新生代空间大小。
• JVM 每次只会使用 Eden 和其中的一块 Survivor 区域来为对象服务，所以无论什么时候，总是有一块 Survivor 区域是空闲着的。
• 新生代实际可用的内存空间为 9/10 ( 即90% ) 的新生代空间。

年轻代和老年代的划分是为了更好的内存分派及回收，提高效率
堆是垃圾回收机制的重点区域，我们知道垃圾回收机制有三种，minor gc，major gc，full gc 针对于堆的就是前两种。年轻代的叫 minor gc，老年代的叫 major gc

年轻代

新生代（Young）几乎是所有 java 对象出生的地方，即 java 对象申请的内存以及存放都是在这个地方。Java 中的大部分对象通常不会长久的存活， 具有朝生夕死的特点。

老年代

老年代中存放的对象是存活了很久的，年龄大于15的对象，在老年代触发的 gc 叫 major gc 也叫full gc，full gc 会包含年轻代的 gc，但老年代只要执行 gc 就一定是 full gc
full gc 采用的是 标记－清除算法，会产生内存碎片。在执行 full gc 的情况下，会阻塞程序的正常运行，老年代的 gc 比年轻代的 gc 效率上慢10倍以上，对效率有很大的影响

永久代

永久代是 hotspot 虚拟机，也就是我们使用的java虚拟机的特有的概念，他不属于堆内存，是方法区的一种实现，各大厂商对方法区有各自的实现。永久代存放jvm运行时，需要的类，包含java库的类和方法，在触发 full gc 的情况下，永久代也会被进行垃圾回收。永久代的内存溢出也就是 pergen space。

元空间

元空间是metaspace，在jdk1.8的时候，jvm移除了永久代的概念，元空间也是对java虚拟机的方法区的一种实现。元空间与永久代最大的区别在于，元空间不在虚拟机中，使用本地内存。通过配置如下参数可以更改元空间的大小。
-XX:MetaspaceSize：初始空间的大小。达到该值就会触发垃圾收集进行类型卸载，同时GC会对该值进行调整：如果释放了大量的空间，就适当降低该值；如果释放了很少的空间，那么在不超过MaxMetaspaceSize时，适当提高该值。
-XX:MaxMetaspaceSize，最大空间，默认是没有限制的。
永久代的回收会随着 full gc进行移动，消耗性能。每种类型的垃圾回收都需要特殊处理元数据。将元数据剥离出来，简化了垃圾收集，提高了效率。

垃圾回收

Minor GC（简称GC）
Minor GC 是发生在新生代中的垃圾收集动作， 所采用的是复制算法。
GC 一般为堆空间某个区发生了垃圾回收，
新生代（Young）几乎是所有 java 对象出生的地方。即 java 对象申请的内存以及存放都是在这个地方。java 中的大部分对象通常不会长久的存活， 具有朝生夕死的特点。
当一个对象被判定为 "死亡" 的时候， GC 就有责任来回收掉这部分对象的内存空间。
新生代是收集垃圾的频繁区域。

回收过程

当对象在 Eden ( 包括一个 Survivor 区域，这里假设是 from 区域 ) 出生后，在经过一次 Minor GC 后，如果对象还存活，并且能够被另外一块 Survivor 区域所容纳（上面已经假设为 from 区域，这里应为 to 区域，即 to 区域有足够的内存空间来存储 Eden 和 from 区域中存活的对象 )，则使用复制算法将这些仍然还存活的对象复制到另外一块 Survivor 区域 ( 即 to 区域 ) 中，然后清理所使用过的 Eden 以及 Survivor 区域 ( 即 from 区域 )，并且将这些对象的年龄设置为1，以后对象在 Survivor 区每熬过一次 Minor GC，就将对象的年龄 + 1，当对象的年龄达到某个值时 ( 默认是 15 岁，可以通过参数 -XX:MaxTenuringThreshold 来设定 )，这些对象就会成为老年代。
但这也不是一定的，对于一些较大的对象 ( 即需要分配一块较大的连续内存空间 ) 则是直接进入到老年代。

Full GC

Full GC 基本都是整个堆空间及持久代发生了垃圾回收，所采用的是标记-清除算法。
现实的生活中，老年代的人通常会比新生代的人 "早死"。堆内存中的老年代(Old)不同于这个，老年代里面的对象几乎个个都是在 Survivor 区域中熬过来的，它们是不会那么容易就 “死掉” 了的。因此，Full GC 发生的次数不会有 Minor GC 那么频繁，并且做一次 Full GC 要比进行一次 Minor GC 的时间更长，一般是 Minor GC的 10倍以上。
另外，标记－清除算法 收集垃圾的时候会产生许多的内存碎片 ( 即不连续的内存空间 )，此后需要为较大的对象分配内存空间时，若无法找到足够的连续的内存空间，就会提前触发一次 GC 的收集动作