1.JVM堆的概念

JVM中的堆是用來存放對象的內存空間，幾乎所有的Java對象、數組都存儲在JVM的堆內存中。比如當我們new一個對象或者創建一個數組的時候，就會在堆內存中分配出一段空間用來存放。類加載器讀取了類文件后，需要把類、方法、常變量放到堆內存中，保存所有引用類型的真實信息，便于后續的執行。

2.JVM堆的特點

堆內存的存儲特點：先進先出，后進后出。

堆是JVM占用區域最大的一塊，并且在運行時動態地分配內存大小。

線程共享，整個 Java 虛擬機運行過程中只會有一個堆，所有的線程都訪問同一個堆。而JVM中的程序計數器、Java 虛擬機棧、本地方法棧都是一個線程對應一個。

虛擬機啟動的時候創建堆。

堆是JVM中涉及垃圾回收的主要場所。

堆可分為新生代(Eden 區：From Survior，To Survivor)、老年代。

JVM規范規定堆可以處于物理上不連續的內存空間中，但在邏輯上它應該被視為連續的。

關于 Survivor(幸存區) s0，s1 區: 復制之后有交換，誰空誰是 to。

3.JVM堆的內部結構

3.1 組成

堆內存邏輯上由新生代 ( Young )、老年代 ( Old )、永久代(Perm)組成。

新生代 ( Young )包括：Eden、From Survivor(From幸存區)和To Survivor(To幸存區)組成。

JDK1.7堆內部組成：

JDK1.8 堆內部組成，其中永久代(Perm)換成了元空間。

堆內存邏輯角度：:堆=新生代+老年代+永久代或者元空間；

堆內存物理角度：由新生代 ( Young )和老年代 ( Old )組成，公式如下：

堆內存的實際大小=新生代的大小+老年代的大小。

3.2 堆內存內部空間所占比例

新生代與老年代的默認比例： 1:2。

新生代區的默認比例是：8:1:1。

說明：在 HotSpot 中，Eden 空間和另外兩個 SurvIvor 空間缺省所占的比例是 8:1:1。

3.3 永久代和元空間區別

永久代：使用的是JVM的內存;存儲字符串和數組容易出現性能和內存溢出問題，大小不好指定，GC復雜度高。

元空間：不再使用JVM的內存而是使用計算機本地內存，元空間大小只受本地內存限制。

元空間的設置參數：-XX:MetaspaceSize(初始值值)和-XX:MaxMetaspaceSize(最大值)。

4.堆空間的大小設置

-Xms：表示堆區的初始內存，等價于 -XX:InitialHeapSize。

-Xmx ：表示堆區的最大內存，等價于 -XX:MaxHeapSize。

注意：如果堆中的內存大小超過 “-Xmx" 所指定的最大內存值的時候，將會拋出 OutOfMemoryError 異常。

說明：一般情況下會將 -Xms 和 -Xmx 兩個參數配置相同的值，其目的是為了能夠在 java 垃圾回收機制清理完堆區后避免重新分隔計算堆區的大小，從而提高性能。

默認情況下：

• 初始內存：物理電腦內存大小 / 64。
• 最大內存：物理電腦內存大小 / 4。

5.堆空間垃圾回收

堆空間的垃圾回收有三種機制，MinorGC，MajorGC，FullGC。

Minor GC：清理年輕代內存空間(包括 Eden 和 Survivor 區域)，釋放在Eden中所有不活躍的對象，釋放后若Eden空間還不滿足以放入新對象，JVM會試圖將部分Eden中活躍對象放入Survivor區。Survivor區被用來作為Eden及老年代的中間交換區域，如果老年代空間滿了，Survivor區的對象會被移到老年代，否則會被保留在Survivor區。

Major GC：清理老年代內存空間，當老年代空間不夠時，JVM會在老年代進行Major GC。

Full GC：清理JVM整個堆內存空間，包括年輕代和老年代空間。