最大堆和初始堆的設定

說明：

1. Java程序啟動時，虛擬機器就會分配一塊初始堆空間，可以使用引數-Xms指定這塊空間的大小；
2. 如果初始堆空間耗盡，虛擬機器會對堆空間繼續擴充套件，其擴充套件上限為最大堆空間，最大堆空間可以使用引數-Xmx指定；
   

示例1：通過此例，說明最大堆，初始堆以及系統可用記憶體的含義和彼此之間的關係：

public class HeapAlloc {
	public static void main(String[] args) {
		//列印了基本的系統資訊，包括最大可用記憶體，當前空閒記憶體和當前總記憶體；
		System.out.println("maxMemory = ");
		System.out.println(Runtime.getRuntime().maxMemory() + "bytes");
		System.out.println("free mem = ");
		System.out.println(Runtime.getRuntime().freeMemory() + "bytes");
		System.out.println("total mem = ");
		System.out.println(Runtime.getRuntime().totalMemory() + "bytes");
		
		//申請1MB記憶體空間，該記憶體分配在堆上
		byte[] b = new byte[1*1024*1024];
		System.out.println("分配了1M空間給陣列");
		//列印最大可用記憶體，當前空閒記憶體和當前總記憶體；
		System.out.println("maxMemory = ");
		System.out.println(Runtime.getRuntime().maxMemory() + "bytes");
		System.out.println("free mem = ");
		System.out.println(Runtime.getRuntime().freeMemory() + "bytes");
		System.out.println("total mem = ");
		System.out.println(Runtime.getRuntime().totalMemory() + "bytes");
		
		//申請4MB記憶體空間，該記憶體分配在堆上
		b = new byte[4*1024*1024];
		System.out.println("分配了4M空間給陣列");
		System.out.println("maxMemory = ");
		System.out.println(Runtime.getRuntime().maxMemory() + "bytes");
		System.out.println("free mem = ");
		System.out.println(Runtime.getRuntime().freeMemory() + "bytes");
		System.out.println("total mem = ");
		System.out.println(Runtime.getRuntime().totalMemory() + "bytes");
	}
}
 

說明：這裡的最大記憶體是指-Xmx的取值，當前總記憶體應該不小於-XMs的設定，因為當前總記憶體總是在-Xms和-Xmx之間，從-Xms開始根據需要向上增長；而當前空閒空間應該是當前總記憶體減去當前已經使用的空間；使用如下引數執行程式：-Xmx20m -Xms5m -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+PrintGCDetails -XX:+UseSerialGC輸出結果如下：
-XX:InitialHeapSize=5242880 -XX:MaxHeapSize=20971520 -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+PrintGCDetails -XX:+UseCompressedOops -XX:-UseLargePagesIndividualAllocation -XX:+UseSerialGC 
maxMemory = 20316160bytes
free mem = 4466664bytes
total mem = 5111808bytes
[GC[DefNew: 630K->128K(1536K), 0.0059443 secs] 630K->463K(4992K), 0.0082716 secs] [Times: user=0.00 sys=0.02, real=0.01 secs] 
分配了1M空間給陣列
maxMemory = 20316160bytes
free mem = 3559728bytes
total mem =5111808bytes
[GC[DefNew: 1180K->0K(1536K), 0.0041030 secs][Tenured: 1487K->1487K(3456K), 0.0126827 secs] 1515K->1487K(4992K), [Perm : 2564K->2564K(21248K)], 0.0169347 secs] [Times: user=0.02 sys=0.00, real=0.02 secs] 
分配了4M空間給陣列
maxMemory = 20316160bytes
free mem = 3675952bytes
total mem = 9441280bytes
Heap
 def new generation   total 1664K, used 77K [0x00000000f9a00000, 0x00000000f9bc0000, 0x00000000fa0a0000)
  eden space 1536K,   5% used [0x00000000f9a00000, 0x00000000f9a135b0, 0x00000000f9b80000)
  from space 128K,   0% used [0x00000000f9b80000, 0x00000000f9b80000, 0x00000000f9ba0000)
  to   space 128K,   0% used [0x00000000f9ba0000, 0x00000000f9ba0000, 0x00000000f9bc0000)
 tenured generation   total 7556K, used 5583K [0x00000000fa0a0000, 0x00000000fa801000, 0x00000000fae00000)
   the space 7556K,  73% used [0x00000000fa0a0000, 0x00000000fa613e68, 0x00000000fa614000, 0x00000000fa801000)
 compacting perm gen  total 21248K, used 2570K [0x00000000fae00000, 0x00000000fc2c0000, 0x0000000100000000)
   the space 21248K,  12% used [0x00000000fae00000, 0x00000000fb082b88, 0x00000000fb082c00, 0x00000000fc2c0000)
No shared spaces configured.
 

當前的最大記憶體由-XX:MaxHeapSize=20971520指定，它正好是20*1024*1024=20971520位元組。而列印的最大可用記憶體僅僅為20316160位元組，比設定值略少。這是因為分配給堆的記憶體空間和時間可用的記憶體空間並非一個概念。由於垃圾回收的需要，虛擬機器會堆堆空間進行分割槽管理，不同的區域採用不同的回收演算法，一些演算法會使用空間換時間的策略工作，因此會存在可用記憶體的損失。最終的結果就是實際可用記憶體會浪費大小等於from/to的空間；

提示：

在實際使用時，也可以直接將初始堆將初始值-Xms與最大堆-Xmx設定相等。這樣的好處時減少程式執行時進行的垃圾回收次數，從而提高效能；

新生代的配置

引數-Xmm：用於設定新生代的大小；設定一個較大的新生代會減小老年代的大小，這個引數對系統性能以及GC行為有很大的影響。新生代的大小一般設定為整個堆空間的1/3到1/4左右；

引數-XX:SurvivorRation：用來設定新生代中eden空間和from/to空間的比例關係，含義如下：

-XX:SurvivorRatio = eden/from=eden/to

引數-XX:NewRatio：設定新生代和老年代的比例，含義如下：

-XX:NewRatio=老年代/新生代

圖解，幾個重要的堆分配引數的含義：

堆溢位處理

說明：Java程式執行時，如果堆空間不足，則有可能丟擲記憶體溢位錯誤（Out Of Memory）簡稱為OOM，出現此問題,系統會被迫退出，如下圖：

-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError：該引數在記憶體溢位時匯出整個堆資訊；

-XX:HeapDumpPath：可以指定匯出堆的存放路徑；

示例1：測試兩個引數

public class DumpOOM {
	public static void main(String[] args) {
		Vector v = new Vector();
		for (int i = 0; i < 25; i++) {
			v.add(new byte[1*1024*1024]);
		}
	}
}

使用如下引數執行該程式：-Xmx20m -Xms5m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=d:/a.dump分析：20MB堆空間不足以容納25MB記憶體，系統發生記憶體溢位，控制檯結果如下：
	java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
	Dumping heap to d:/a.dump ...
	Heap dump file created [18971140 bytes in 0.067 secs]
	Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
		at hey.up2.DumpOOM.main(DumpOOM.java:23)
虛擬機器已將當前堆資訊匯出，儲存到d:/a.dump,可使用MAT工具開啟此檔案分析

示例2：除了發生OOM時匯出堆資訊，虛擬機器還允許在發生錯誤時執行一個指令碼檔案，該檔案可以用於崩潰程式的自救，報警或通知；

1.準備printstack.bat指令碼：

D:/tools/jdk1.7_40/bin/jstack-F %1 > D:/a.txt

2.該指令碼將會匯出給定Java虛擬機器程序的執行緒資訊，並儲存在D:/a.txt檔案中

3.使用如下引數執行上述程式碼：

-Xmx20m -Xms5m"-XX:OnOutOfMemoryError=D:/tools/jdk1.7_40/bin/printstack.bat %p"-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=d:/a.dump