Java 内存的那些事

虽然Java屏蔽了一下内存细节，但是有时候，了解一下这些常识还是有好处的，特别是一些面试，总是盯着这些玩意不放手。

 

JVM启动以后，会分配两类内存区域，一类用于开发人员使用，比如保存一些变量，对象等，一类JVM自己使用，比如存放一些class类和描述。

 

1，第一类内存区域又可以分为栈（stack）、堆（heap），还有一些静态存储区域，这部分的内存在JVM启动的时候，可以用参数进行配置：

 

-Xms 初始堆大小，这个值不能太小，其初始空间(即-Xms)是物理内存的1/64，这个值不能太小，比如 设置了-Xms1m，运行可能会出现 

  Error occurred during initialization of VM
  Too small initial heap for new size specified

 

-Xmx 堆大小上限，最大空间(-Xmx)是物理内存的1/4，如果程序中分配的内存超过了这个限制，那么会出现

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

 代码为：

byte[] b = new byte[100000000];

 

 

-Xss  线程栈大小，一般不用设置，JDK5.0以后每个线程堆栈大小为1M，以前每个线程堆栈大小为256K。更具应用的线程所需内存大小进行调整。有时候会发现一下异常，

Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError

 原因一般是：

	public static int callMyself(){
		return callMyself();
	}

 方法的递归或者死循环，导致栈空间不够用了。

 

 栈和堆到底存些什么，很多地方都有讲到，这里参考下《Think in java》的，栈里存放对象引用、基本类型的变量等，而堆里面存放对象和数组。方法的执行是在栈上进行的，这一点可以通过异常的时候，经常会默认打印

e.printStackTrace();

 栈信息得知。

 

Runtime类有几个函数，我们可以简单的通过这几个函数，看看JVM中的一些内存信息。

 

maxMemory()这个方法返回的是java虚拟机（这个进程）能构从操作系统那里挖到的最大的内存，以字节为单位，如果在运行java程序的时 候，没有添加-Xmx参数，那么就是64兆，也就是说maxMemory()返回的大约是64*1024*1024字节，这是java虚拟机默认情况下能 从操作系统那里挖到的最大的内存。如果添加了-Xmx参数，将以这个参数后面的值为准，例如java -cp ClassPath -Xmx512m ClassName，那么最大内存就是512*1024*0124字节。

 

totalMemory()这个方法返回的是java虚拟机现在已经从操作系统那里挖过来的内存大小，也就是java虚拟机这个进程当时所占用的所有 内存。如果在运行java的时候没有添加-Xms参数，那么，在java程序运行的过程的，内存总是慢慢的从操作系统那里挖的，基本上是用多少挖多少，直 挖到maxMemory()为止，所以totalMemory()是慢慢增大的。如果用了-Xms参数，程序在启动的时候就会无条件的从操作系统中挖- Xms后面定义的内存数，然后在这些内存用的差不多的时候，再去挖。

 

freeMemory()是什么呢，刚才讲到如果在运行java的时候没有添加-Xms参数，那么，在java程序运行的过程的，内存总是慢慢的从操 作系统那里挖的，基本上是用多少挖多少，但是java虚拟机100％的情况下是会稍微多挖一点的，这些挖过来而又没有用上的内存，实际上就是 freeMemory()，所以freeMemory()的值一般情况下都是很小的，但是如果你在运行java程序的时候使用了-Xms，这个时候因为程 序在启动的时候就会无条件的从操作系统中挖-Xms后面定义的内存数，这个时候，挖过来的内存可能大部分没用上，所以这个时候freeMemory()可 能会有些大。

 

下面我们来看看例子：

		Runtime rt = Runtime.getRuntime();
	
		info("Max   memory: " + rt.maxMemory());
		long fisrt = rt.freeMemory();
		info("Total memory: " + rt.totalMemory());
		info("Free memory: " + fisrt);
	
		int size = 10000;
		
		byte[] b = new byte[size];
		long bL = rt.freeMemory();
		info("Free memory: " + bL);
	    info("byte allocate Cost memory: " + (fisrt - bL) + ", Array size :" + size);

 运行参数为 -Xms8m -Xmx32m (太大了可能看不出来)，运行结果为：

2011-02-22 10:28:01: Max   memory: 33357824
2011-02-22 10:28:01: Total memory: 8323072
2011-02-22 10:28:01: Free memory: 7791752
2011-02-22 10:28:01: Free memory: 7781736
2011-02-22 10:28:01: byte allocate Cost memory: 10016, Array size :10000

 33357824 <> 32*1025*1024（大约等于）

 8323072 <> 8×1024×1024

 最后看看10000长度的byte数组，分配了多少内存，大约为10016，这说明除了10000个大小为1字节的byte以外，还有16个字节其他的玩意。

 

将byte换成int（4字节）：

 

2011-02-22 10:35:21: int allocate Cost memory: 40016, Array size :10000

 与byte相同，也是4*10000+16

 

将byte换成long（8字节）：

2011-02-22 10:32:47: long allocate Cost memory: 80016, Array size :10000

与byte相同，也是8*10000+16

 

再看看String数组：

2011-02-22 10:34:40: String allocate Cost memory: 40016, Array size :10000

 String作为一个对象，分配的内存大小与int相同，说明了这台机器是32（4*8）位的

 

最后看看Object对象，

2011-02-22 10:37:02: Object allocate Cost memory: 40016, Array size :10000

 与String一样。

 

2，第二类内存，我了解的主要是PermGen space，全称是Permanent Generation space,是指内存的永久保存区域，这块内存主要是被JVM存放Class和Meta信息的,Class在被Loader时就会被放到PermGen space中，它和存放类实例(Instance)的Heap区域不同,SUN的JDK在GC(Garbage Collection)不会在主程序运行期对PermGen space进行清理，所以如果你的应用中有很CLASS的话,就很可能出现PermGen space错误。

    原来SUN 的JVM把内存分了不同的区，其中一个就是permenter区用来存放用得非常多的类和类描述。本来SUN设计的时候认为这个区域在JVM启动的时候就 固定了，但他没有想到现在动态会用得这么广泛。而且这个区域有特殊的垃圾收回机制，现在的问题是动态加载类到这个区域后，gc根本没办法回收！