目录
一、堆的核心概述：
二、堆内存划分
1、图解
2、堆内存划分
3、jdk 7和jdk 8逻辑上堆内存的划分
三、年轻代与老年代
四、设置堆内存大小与 OOM（了解）
1、设置堆空间大小
2、代码示例
五、图解对象分配过程
六、Minor GC、Major GC、Full GC
1、JVM调优-垃圾回收
2、部分收集(Minor GC/Major GC)
3、整堆收集（Full GC）
4、年轻代 GC（Minor GC）触发机制
5、老年代 GC（MajorGC/Full GC）触发机制
七、堆空间分代思想
1、分代机制
2、为什么要分代？
一、堆的核心概述：
--jvm架构图
1、进程和JVM
线程共享：堆、方法区
一个进程对应一个JVM的实例，一个JVM实例中只有一个运行时数据区，里面只有一个方法区和堆，一个进程的多个线程共享方法区和堆，那就要考虑线程的安全问题。
每个线程各有一套程序计数器、本地方法栈、虚拟机栈。
2、一个JVM实例只存在一个堆内存，堆也是Java内存管理的核心区域。
3、Java堆区在JVM启动的时候即被创建，其空间大小也就确定了，堆是JVM管理的最大一块内存空间，并且堆内存的大小是可以调节的。
4、《Java虚拟机规范》规定，堆可以处于物理上不连续的内存空间中，但在逻辑上它应该被视为连续的。
5、所有的线程共享Java堆，要考虑线程的安全问题，并发性就差
解决：在这里还可以划分线程私有的缓冲区（Thread Local Allocation Buffer，TLAB），提高并发性。
6、《Java虚拟机规范》中对Java堆的描述是：所有的对象实例以及数组都应当在运行时分配在堆上。（The heap is the run-time data area from which memory for all class instances and arrays is allocated）
7、数组和对象可能永远不会存储在栈上，因为栈帧中保存引用，这个引用指向对象或者数组在堆中的位置。
8、在方法结束后，堆中的对象不会马上被移除，仅仅在垃圾收集的时候才会被移除。也就是触发了GC的时候，才会进行回收。
为什么不能频繁触动GC？如果栈里面对象引用一出栈，堆里面的对象立马GC，会造成GC的频率特别高，会影响用户线程的执行
堆，是GC（Garbage Collection，垃圾收集器）执行垃圾回收的重点区域。
（注意：虚拟机栈没有GC，只有入栈和出栈，方法区也有垃圾回收：有些类根本不用了，要回收）
图解--加载类到方法区，在jvm生成实例对象，new出的对象放在堆，局部变量在栈
10、堆的大小
一个JVM实例只存在一个堆内存，并且堆内存的大小是可以调节的
如何设置堆内存大小
-Xms10m -Xmx10m
Xms：堆区的起始内存
Xmx：堆区的最大内存
改变堆内存大小，使Visual VM演示动画更加明显
演示代码块
在Visual VM得到动图
堆空间设置的大小=新生代+老年代，不包括元空间。
二、堆内存划分
1、图解
Visual VM图解
2、堆内存划分
老年代
新生代：
Eden空间
Survivor0空间和Survivor1空间
3、jdk 7和jdk 8逻辑上堆内存的划分
图一
图二
三、年轻代与老年代
1、存储在JVM中的Java对象可以被划分为两类
- 一类是生命周期较短的瞬时对象，这类对象的创建和消亡都非常迅速，生命周期短的，及时回收即可
- 另外一类对象的生命周期却非常长，在某些极端的情况下还能够与JVM的生命周期保持一致
2、Java堆区进一步细分的话，可以划分为年轻代（YoungGen）和老年代（oldGen）
其中年轻代又可以划分为Eden空间、Survivor0空间和Survivor1空间（有时也叫做from区、to区，这两个区的大小是相等的）
年轻代和老年代详细划分
分区目的：方便垃圾回收
3、配置新生代与老年代的比例 （一般不会调）（记住比例）
- 默认-XX:NewRatio=2，表示新生代占1，老年代占2，新生代占整个堆的1/3
- 可以修改-XX:NewRatio=4，表示新生代占1，老年代占4，新生代占整个堆的1/5
调优：当发现在整个项目中，生命周期长的对象偏多，那么就可以通过调整老年代的大小，来进行调优
4、新生区中的比例
- 在HotSpot中，Eden空间和另外两个survivor空间缺省所占的比例是8 : 1 :1
- 当然开发人员可以通过选项-XX:SurvivorRatio调整这个空间比例。比如-XX:SurvivorRatio=8
- 几乎所有的Java对象都是在Eden区被new出来的。绝大部分的Java对象的销毁都在新生代进行了（有些大的对象在Eden区无法存储时候，将直接进入老年代，比如新生代快满了，剩下的空间不够新对象，这个对象直接进入老年代）
- IBM公司的专门研究表明，新生代中80%的对象都是“朝生夕死”的。
- 新生代的对象默认生命周期超过 15 ，就会去养老区养老（垃圾回收15次后还没有销毁，就进入老年代）
四、设置堆内存大小与 OOM（了解）
1、设置堆空间大小
1、Java堆区用于存储Java对象实例，那么堆的大小在JVM启动时就已经设定好了，大家可以通过选项"-Xms"和"-Xmx"来进行设置。
-Xms用于表示堆区的起始内存，等价于-XX:InitialHeapSize
-Xmx则用于表示堆区的最大内存，等价于-XX:MaxHeapSize
2、一旦堆区中的内存大小超过“-Xmx"所指定的最大内存时，将会抛出OutofMemoryError异常。
3、通常会将-Xms和-Xmx两个参数配置相同的值，其目的是为了能够在Java垃圾回收机制清理完堆区后不需要重新分隔计算堆区的大小，从而提高性能。
4、默认情况下:
初始内存大小：物理电脑内存大小/64
最大内存大小：物理电脑内存大小/4
2、代码示例
2.1
--验证堆空间的大小 和推断当前系统内存的大小
运行结果
-Xms : 123M
-Xmx : 1801M
系统内存大小为：7.6875G
系统内存大小为：7.03515625G
2.2
--不停的创建对象加到集合中会引发OOM异常
OOM异常
● 监控堆内存变化：Old 区域一点一点在变大，直到最后一次垃圾回收器无法回收垃圾时，堆内存被撑爆，抛出 OutOfMemoryError 错误
堆内存变化图
● 分析原因：大对象导致堆内存溢出
五、图解对象分配过程
1、我们创建的对象，一般都是存放在Eden区的，当我们Eden区满了后，就会触发GC操作，一般被称为 YGC / Minor GC操作。
（Eden和S0、S1的比例是8:1:1，只有Eden满了才出发YGC，S0满了不会触发YGC，但是触发YGC时候会把Eden和S0一起回收。）
2、当我们进行一次垃圾收集后，红色的对象将会被回收（不再被使用，没有引用指向他），而绿色的还被使用着，存放在S0(Survivor From)区。
同时我们给每个对象设置了一个年龄计数器，经过一次回收后还存在的对象，将其年龄加 1。
3、同时Eden区继续存放对象，当Eden区再次存满的时候，又会触发一个MinorGC操作，此时GC将会把 Eden和Survivor From中的对象进行一次垃圾收集，
把存活的对象放到 Survivor To（s1）区，同时让存活的对象年龄 + 1，现在S1是From区，S0是To区（经过一次MinorGC后谁空谁就是To区）。
4、我们继续不断的进行对象生成和垃圾回收，当Survivor中的对象的年龄达到15的时候，将会触发一次 Promotion 晋升的操作，也就是将年轻代中的对象晋升到老年代中.
可以设置新生区进入养老区的年龄限制，设置 JVM 参数：-XX:MaxTenuringThreshold=N 进行设置
在养老区，相对悠闲。当养老区内存不足时，再次触发GC：Major GC，进行养老区的内存清理
若养老区执行了Major GC之后，发现依然无法进行对象的保存，就会产生OOM异常。
图解对象分配流程图
总结：
1、针对幸存者s0, s1区的总结:交换之后，谁空谁是to.
2、关于垃圾回收:频繁在新生代收集，很少在老年代收集，几乎不在永久区/元空间收集
永久区/元空间是方法区的落地实现
六、Minor GC、Major GC、Full GC
1、JVM调优-垃圾回收
- 我们都知道，JVM的调优的一个环节，也就是垃圾收集，我们需要尽量的避免垃圾回收，因为在垃圾回收的过程中，容易出现STW（Stop the World）的问题，会停掉用户线程，而 Major GC 和 Full GC出现STW的时间，是Minor GC的10倍以上
- JVM在进行GC时，并非每次都对上面三个内存区域（新生代、老年代、方法区）一起回收的，大部分时候回收的都是指新生代。
针对Hotspot VM的实现， 它里面的GC按照回收区域又分为两大种类型： 一种是部分收集（Partial GC），一种是整堆收集（FullGC）
2、部分收集(Minor GC/Major GC)
不是完整收集整个Java堆的垃圾收集。其中又分为：
- 新生代收集（Minor GC/Young GC）：只是新生代的垃圾收集
- 老年代收集: （Major GC/Old GC）：只是老年代的圾收集。
3、整堆收集（Full GC）
收集整个java堆和方法区的垃圾收集。（java堆就包含新生代和老年代）
4、年轻代 GC（Minor GC）触发机制
- 当年轻代空间不足时，就会触发Minor GC，这里的年轻代满指的是Eden代满，Survivor满不会引发GC。（每次Minor GC会清理年轻代的内存）
- 因为Java对象大多都具备朝生夕灭的特性，所以Minor GC非常频繁，一般回收速度也比较快。这一定义既清晰又易于理解。
- Minor GC会引发STW（stop the word），暂停其它用户的线程，等垃圾回收结束，用户线程才恢复运行，一般回收速度也比较快，所以对用户线程影响比较小，影响较大的是老年代GC，STW时间较长。
5、老年代 GC（MajorGC/Full GC）触发机制
- 指发生在老年代的GC，对象从老年代消失时，我们说 “Major Gc” 或 “Full GC” 发生了
- 出现了MajorGc，经常会伴随至少一次的Minor GC，但非绝对的，在Parallel Scavenge收集器的收集策略里就有直接进行MajorGC的策略选择过程也就是在老年代空间不足时，会先尝试触发Minor GC，如果之后空间还不足，则触发Major GC
- Major GC的速度一般会比Minor GC慢10倍以上，STW的时间更长，如果Major GC后，内存还不足，就报OOM了
七、堆空间分代思想
--优化GC
1、分代机制
为什么要把Java堆分代？不分代就不能正常工作了吗？
经研究，不同对象的生命周期不同。70%-99%的对象是临时对象。
- 新生代：有Eden、两块大小相同的survivor（又称为from/to，s0/s1）构成，to总为空。
- 老年代：存放新生代中经历多次GC仍然存活的对象。长期存活的对象分配到老年代
2、为什么要分代？
其实不分代完全可以， 分代的唯一理由就是优化GC性能
- 如果没有分代，那所有的对象都在一块，就如同把一个学校的人都关在一个教室。GC的时候要找到哪些对象没用，这样就会对堆的所有区域进行扫描。
- 而很多对象都是朝生夕死的，如果分代的话，把新创建的对象放到某一地方，当GC的时候先把这块存储“朝生夕死”对象的区域进行回收，这样就会腾出很大的空间出来。
Minor GC会引发STW，暂停其它用户的线程，等垃圾回收结束，用户线程才恢复运行，一般回收速度也比较快，所以对用户线程影响比较小，
影响较大的是老年代GC，STW时间较长，对GC的优化减少GC出现的频率
就像疫情的核酸检测，将城阳区人群分为：1、本地没出去的人 2、疫区回来的人 3、得过新冠的人，如果都每隔两天进行全员核酸检测代价太大，
对本地可以十天一次核酸检测，疫区回来的一周一次，得过的三天一次。
