Java堆行为

Question

假设有以下的Java内存配置

 -Xmx2048m -Xms512m

当内存使用量超过512m时，虚拟机会有什么行为？它是否遵循特定算法？例如，它是否直接达到最大值，是否加倍，是否按增量递增，或者只在需要内存时分配？这是一个多么昂贵的操作？

我特别关注Oracle/Sun JVM 1.6版本。我认为这应该在Oracle网站上有记录，但我找不到。

- Ren

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它绝对不会直接达到最大值。 - Dave Newton

你正在定义最小值 + 最大值。它将至少为 512mb，但上限为 2048mb。 - adrian

据我所知，JVM在启动时分配了最小的内存值 - 因此，在启动时，它从主机操作系统消耗512m以供自己使用。我不明白的是，当它需要超过512m时，它会占用多少内存，以及如何占用？例如 - JVM需要750mb - 它会精确地消耗750mb，还是增长到1024mb？或者遵循其他行为？ - Ren

Answer 1

垃圾收集器的工作是决定何时需要调整大小，因此它由GC参数“MinFreeHeapRatio”确定。如果GC需要更多空间，则会增长到可用该值指定的堆百分比的大小。

现代平台上的典型值约为40，因此如果您从512MB开始，并且剩余不到40％的空间，表示超过了308MB左右，它将增加到再次有40％的空闲空间。例如，收集后仍然有400MB的活动对象，则堆将增加到约667MB。 （是的，它被命名为“ratio”，但需要一个％值作为参数...我也不知道！）

请注意，这有点不精确，垃圾收集器是“分代”的，实际上可以调整单个代的大小，但它还具有强制性的代大小之间的比率，如果您的对象在大致估计的长寿和短寿之间分布，则对于概略计算而言效果相当好。

这适用于Java 6中的默认值。如果您使用自定义垃圾收集器配置，则可能会有所不同。您可以在此处阅读有关此事的更多信息：http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/gc-tuning-6-140523.html#generation_sizing.total_heap

（该操作的“成本”取决于操作系统和其他正在进行的操作。如果系统负载过重，操作系统必须进行一些交换以为您创建一个连续的内存块，则可能非常昂贵！）

- Affe

Answer 2

使用-verbose:gc和/或-XX:+PrintGCDetails选项，可以给您提供许多更详细的细节。

下面是打开-verbose:gc选项的示例输出：

[GC 325407K->83000K(776768K), 0.2300771 secs]
[GC 325816K->83372K(776768K), 0.2454258 secs]
[Full GC 267628K->83769K(776768K), 1.8479984 secs]

上述内容的解释来自官方文件：

这里我们看到两个小的集合，后面跟着一个大的集合。箭头前后的数字（例如第一行中的325407K->83000K）分别表示垃圾回收前和回收后存活对象的大小总和。在小型集合之后，大小包括一些垃圾对象（不再存活），但不能被回收。这些对象要么包含在老年代中，要么从老年代或永久代引用。

括号中的下一个数字（例如第一行中的(776768K)）是堆的承诺大小：可用于Java对象而无需从操作系统请求更多内存的空间量。请注意，此数字不包括其中一个幸存者空间，因为任何时候只能使用一个空间，并且还不包括持有虚拟机使用的元数据的永久代。

行末的最后一项（例如0.2300771秒）表示执行集合所需的时间；在本例中约为四分之一秒。

第三行的大型集合格式类似。

以这种方式运行应用程序，同时更新最小和最大堆大小，可以很好地了解虚拟机的堆分配和垃圾回收模式。

- user2030471

Answer 3

需要注意的是，JVM在初始化时虚拟保留最大地址空间，但不分配物理内存。通常，JVM会将空间分配到旧代和新生代中。在新生代中有中间空间。调用的新对象包含在新生代中。

当中间空间填满时，会调用GC，将引用对象移动到称为Survivor Space的新生代段中的一个中间空间。GC可能会遵循“停止世界”保存线程状态算法或进程继续运行的算法。

当Survivor空间填满时，JVM会调用完整的GC。

- user1428716