1.背景

虽然阅读了各大牛的博客或文章,但并没有找到特别全面的关于JVM内存分配方法的文章,很多都是复制黏贴

为了严谨,本文特别备注只介绍基于HotSpot VM虚拟机,并且基于JDK1.7的内存分配情况,有关GC的说法也是基于CMS的concurrent collection(而非G1),防止大牛拍砖.

目前主流的JVM就是HotSpot VM(其次还有J9 VM,Zing VM),目前各类博客文章也大多基于JDK1.7以前的版本进行阐述的.

(注:因为不同的虚拟机实现,不同的JDK,内存的分布都不一样,也就是说下面文章中提到的内存结构都只是逻辑结构,并不是内存的物理结构)

本文只介绍内存分配的方法,有关于具体的垃圾回收机制,内存结构的原理不作为本文重点,也希望通过本文让大家对JVM有一点点的认知,小编对JVM理解并不透彻,不想误人子弟。

2.内存总体结构

如果只是为了解决问题,不想了解其中缘由的请跳过本章节

本文介绍的是垃圾回收的内存区域的结构(简称GC堆,不包括程序计数器,栈,本地方法栈)，引用一个大牛的说法《一个java对象的这一辈子》

我是一个普通的Java对象，我出生在Eden区，在Eden区我还看到和我长的很像的小兄弟(其他java对象)，我们在Eden区中玩了挺长时间。有一天Eden区中的人实在是太多了(会触发Young GC,每次GC加一岁))，我就被迫去了Survivor区的“From”区，自从去了Survivor区，我就开始漂了，有时候在Survivor的“From”区，有时候在Survivor的“To”区，居无定所(每次Young GC都需要Survivor区中的from区和to区"对调")。直到我18岁的时候(进行了18次Young GC)，爸爸说我成人了，该去社会上闯闯了。于是我就去了年老代那边，年老代里，人很多，并且年龄都挺大的，我在这里也认识了很多人。在年老代里，我生活了20年，然后被回收(Old GC)。

解释一下,首先内存总体分为年轻代(young),老年代(old),永久代(permanent),如下图

年轻代:(针对年轻代的垃圾回收我们简称Young GC)

年轻代分为eden区,survivor区

1.eden区,是new Object(),对象诞生的地方

2.survivor区是经过垃圾回收后的仍存活的对象存储区域,survivor区中又分为from区和to区

2.1.from区: 经过GC回收,eden区和to区仍存活的对象会存放在from区

2.2.to区: 经过GC回收,eden区和from区仍存活的对象会转移到to区

2.3.正因为2.1和2.2的操作,所以from区和to区中的存活对象来回转移,并且始终有一个区是空的

老年代:(针对老年代的垃圾回收简称Old GC)

经过18次Young GC后年轻代中仍存活的对象,会从年轻代中转移到老年代

老年代满了之后,会触发Old GC,仍存活的对象继续保留在老年代中,直到经过20次Old GC进行回收

永久代:(针对年轻代+老年代+永久代的回收简称Full GC)

是HotSpot VM针对Java方法区的一个实现,通常存储类信息、常量池、静态变量、JIT编译后的代码等数据(简单理解成编译代码的存储区域,即可以理解成:我们的java项目运行时,加载的类文件越多,则需要的永久代内存空间越大)

(注:据说永久代是Hotspot虚拟机特有的概念，别的JVM都没有这个东西，在Java 8中，永久代被彻底移除，取而代之的是另一块与堆不相连的本地内存——元空间)

3.通常内存问题解释

常见问题一 java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space ----JVM Heap(堆)溢出

原因:项目运行阶段,new的对象过多,撑满了配置的最大内存,会出现该错误

解决方法:手动设置Xms ,Xmx 的大小.

常见问题二 java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space ----PermGen space (永久代) 溢出

原因:开发的项目Java文件比较多的时候,会出现该错误(即项目很大,被JVM加载的文件很多)

解决方法:手动设置MaxPermSize大小.

常见问题三 java.lang.StackOverflowError ---- 栈溢出

原因:通常都是某个代码逻辑递归层次太多导致的,

解决方法:修改递归代码,控制递归层数

4.内存分配方法(建议,非药到病除)

本文只介绍常用的一些配置参数,通常情况下永久代不算堆内存(单独占用另一块内存)，新生代占年老代的1/2，即占整个堆内存的1/3，按照这个原则我们给出一个配置例子。

比如服务器可以提供1G的内存以供项目使用，依据上图我们给出如下配置。

运行模式:

-server 服务器模式,多CPU时,性能更佳

新生代与老年代:(通常不单独配置新生代与老年代,所以直接配置整个内存堆大小即可)

-Xms384m 内存堆初始的内存空间
-Xmx768m 内存堆最大内存空间

永久代:(新生代,老年代配置剩余的内存留给永久代)---注意jdk1.8已移除

-XX:PermSize=128m 永久代初始化大小
-XX:MaxPermSize=256m 永久代最大的内存空间(默认为64m)

5.不同环境下的Tomcat内存配置方法

前面已经进行各类内存问题的详解以及配置参数的简要介绍,下面我们介绍一下各种环境下的具体配置方法.

1. 使用命令行启动的tomcat：

修改TOMCAT_HOME/bin/catalina.sh(windows中是catalina.bat), 在文件上方添加如下语句
JAVA_OPTS="-server -Xms384m -Xmx768m -XX:PermSize=128m -XX:MaxPermSize=256m"

2.如果tomcat注册成了windows服务,使用tomcat目录中的/bin/tomcat8w.exe修改就可以了.如下图

3.如果是使用myeclipse开发中,启动tomcat,上述的修改就不起作用了,可进行如下设置：

Myeclipse->preferences->myeclipse->servers->tomcat->tomcat×.×->JDK面板中的Optional Java VM arguments中添加如下内容:
-server -Xms384m -Xmx768m -XX:PermSize=128m -XX:MaxPermSize=256m

最后说两句:

不管配置什么,以及配置的参数值是多少,都需要根据实际项目不断的调试,不要轻易放弃.

比如tomcat的内存配置,也不是越大越好,适合项目/适合服务器配置才是最好的

16G 内存的配置

-Xms6144m
-Xmx12288m
-XX:MaxNewSize=12288m
-XX:PermSize=256m
-XX:MaxPermSize=4096m

参数说明

堆区：
-Xms  初始堆大小，默认是物理内存的1/64，
-Xmx  最大堆大小，物理内存的1/4，
空余堆内存小于40%时，JVM就会增大堆直到-Xmx的最大限制；空余堆内存大于70%时，JVM会减少堆直到 -Xms的最小限制
因此服务器一般设置-Xms、-Xmx 相等，生产环境建议设为1024m以上
-Xmn  年轻代大小

-XX:NewSize   设置年轻代大小
-XX:MaxNewSize  年轻代最大值

非堆区：
-XX:PermSize   设置持久代(perm gen)初始值（非堆内存初始值），物理内存的1/64
-XX:MaxPermSize   设置持久代最大值（最大非堆内存），物理内存的1/4

1.linux下调节tomcat初始内存大小

linux下tomcat的运行文件为catalina.sh，打开文件，在文件靠近顶部找到“ JAVA_OPTS ”字样，在它后面添加如下内容即可

#   JAVA_OPTS       (Optional) Java runtime options used when any command
#                   is executed.
#                   Include here and not in CATALINA_OPTS all options, that
#                   should be used by Tomcat and also by the stop process,
#                   the version command etc.
#                   Most options should go into CATALINA_OPTS.
#
JAVA_OPTS="-Djava.awt.headless=true -Dfile.encoding=UTF-8 -server -Xms700m -Xmx1024m -XX:NewSize=512m -XX:MaxNewSize=1024m -XX:PermSize=512m -XX:MaxPermSize=512m"
#   JAVA_ENDORSED_DIRS (Optional) Lists of of colon separated directories
#                   containing some jars in order to allow replacement of APIs
#                   created outside of the JCP (i.e. DOM and SAX from W3C).
#                   It can also be used to update the XML parser implementation.
#                   Defaults to $CATALINA_HOME/endorsed.

2.windows下调节tomcat初始内存大小

windows下tomcat的运行文件为catalina.bat，打开文件，在文件中部找到“rem ----- Execute The Requested Command -----”字样 ，在它后面添加如下内容即可

set "JAVA_OPTS=%JAVA_OPTS% %LOGGING_MANAGER%"

rem ----- Execute The Requested Command ---------------------------------------

set JAVA_OPTS=%JAVA_OPTS% -server -Xms2048m -Xmx2048m -Xmn512m -XX:PermSize=400m -XX:MaxPermSize=700m

echo Using CATALINA_BASE:   "%CATALINA_BASE%"
echo Using CATALINA_HOME2:   "%CATALINA_HOME2%"
echo Using CATALINA_TMPDIR: "%CATALINA_TMPDIR%"
if ""%1"" == ""debug"" goto use_jdk
echo Using JRE_HOME:        "%JRE_HOME%"
goto java_dir_displayed
:use_jdk
echo Using JAVA_HOME:       "%JAVA_HOME%"
:java_dir_displayed
echo Using CLASSPATH:       "%CLASSPATH%"