定义
Java堆（Java Heap）是java虚拟机所管理的内存中最大的一块，被所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。Java堆唯一目的就是存放对象实例。所有的对象实例及数组都要在Java堆上分配内存空间。
特点
- 由关键字new产生的所有对象都存储于Java堆（Java Heap）
- 实例变量（非static修饰的成员变量）和对象关联在一起，所以实例变量也在堆中
- java数组也在堆中开辟内存空间
- java堆的大小是可扩展的， 通过-Xmx和-Xms控制。
- 如果堆内存不够分配实例对象， 并且对也无法在扩展时， 将会抛出outOfMemoryError(内存溢出)异常。
堆内存划分
在 Java 中，堆被划分成两个不同的区域：
- 新生代 ( Young )
主要是用来存放新生的对象。一般占据堆的1/3空间。由于频繁创建对象，所以新生代会频繁触发MinorGC进行垃圾回收。 - 老年代 ( Old )
老年代的对象比较稳定，所以MajorGC不会频繁执行。
新生代 ( Young ) 又被划分为三个区域：
默认的比例，Edem : from : to = 8 : 1 : 1 ( 可以通过参数 –XX:SurvivorRatio 来设定 )，即： Eden = 8/10 的新生代空间大小，from = to = 1/10 的新生代空间大小。
JVM 每次只会使用 Eden 和其中的一块 Survivor 区域来为对象服务，所以无论什么时候，总是有一块 Survivor 区域是空闲着的。
因此，新生代实际可用的内存空间为 9/10 ( 即90% )的新生代空间。
- Eden
Java新对象的出生地（如果新创建的对象占用内存很大，则直接分配到老年代）。当Eden区内存不够的时候就会触发MinorGC，对新生代区进行一次垃圾回收。 - From Survivor
上一次GC的幸存者，作为这一次GC的被扫描者。 - To Survivor
保留了一次MinorGC过程中的幸存者。
堆大小 = 新生代 + 老年代。
新生代 ( Young ) 与老年代 ( Old ) 的默认比例值为 1:2 ( 该值可以通过参数 –XX:NewRatio 来指定 )，即：
新生代 ( Young ) = 1/3 的堆空间大小。
老年代 ( Old ) = 2/3 的堆空间大小。
当JVM无法为新建对象分配内存空间的时候(Eden满了)，Minor GC被触发。因此新生代空间占用率越高，Minor GC越频繁。
这样划分的目的是为了使 JVM 能够更好的管理堆内存中的对象，包括内存的分配以及回收。
堆的GC(垃圾回收)
Java 中的堆也是 GC 收集垃圾的主要区域。GC 分为两种：
- Minor GC
- Full GC ( 或称为 Major GC )
Minor GC
Minor GC 是发生在新生代中的垃圾收集动作，所采用的是复制算法。
新生代（Young）几乎是所有java对象出生的地方。即java对象申请的内存以及存放都是在这个地方。java中的大部分对象通常不会长久的存活， 具有朝生夕死的特点。
当一个对象被判定为“死亡”的时候， GC就有责任来回收掉这部分对象的内存空间。
新生代是收集垃圾的频繁区域。
过程
- 在GC开始的时候，对象只会存在于Eden区和名为“From”的Survivor区，Survivor区“To”是空的。
- 紧接着进行GC，Eden区中所有存活的对象都会被复制到“To”，而在“From”区中，仍存活的对象会根据他们的年龄值来决定去向。
- 年龄达到一定值(年龄阈值，可以通过-XX:MaxTenuringThreshold来设置)的对象会被移动到年老代中，没有达到阈值的对象会被复制到“To”区域。
- 经过这次GC后，Eden区和From区已经被清空。
- 这个时候，“From”和“To”会交换他们的角色，也就是新的“To”就是上次GC前的“From”，新的“From”就是上次GC前的“To”。
- 不管怎样，都会保证名为To的Survivor区域是空的。
- Minor GC会一直重复这样的过程，直到“To”区被填满，“To”区被填满之后，会将所有对象移动到年老代中。
Full GC ( 或称为 Major GC )
Full GC 基本都是整个堆空间及持久代发生了垃圾回收，所采用的是标记-清除算法
标记清除算法从名称上看，此算法可以分为两个阶段：
- 标记阶段
在此阶段，垃圾回收器会从mutator（应用程序）根对象开始遍历。
每一个可以从根对象访问到的对象都会被添加一个标识，于是这个对象就被标识为可到达对象。
- 清除阶段
在此阶段中，垃圾回收器，会对堆内存从头到尾进行线性遍历，如果发现有对象没有被标识为可到达对象，那么就将此对象占用的内存回收，并且将原来标记为可到达对象的标识清除，以便进行下一次垃圾回收操作。
在标记阶段，从跟对想1可以访问到B，从B又可以访问到E，那么B和E都是可到达对象，同样的道理，F、G、J和K都是可到达对象。在回收阶段，所有未标记为可到达的对象都会被垃圾回收器回收。
垃圾收集后有可能会造成大量的内存碎片，像上面的图片所示，垃圾收集后内存中存在三个内存碎片，假设一个方格代表1个单位的内存，如果有一个对象需要占用3个内存单位的话，那么就会导致Mutator一直处于暂停状态，而Collector一直在尝试进行垃圾收集，直到Out of Memory。
标记/整理算法
标记/整理算法与标记/清除算法非常相似，它也是分为两个阶段：标记和整理
标记：它的第一个阶段与标记/清除算法是一模一样的，均是遍历GC Roots，然后将存活的对象标记。
整理：移动所有存活的对象，且按照内存地址次序依次排列，然后将末端内存地址以后的内存全部回收。因此，第二阶段才称为整理阶段
可以看到，标记的存活对象将会被整理，按照内存地址依次排列，而未被标记的内存会被清理掉。如此一来，当我们需要给新对象分配内存时，JVM只需要持有一个内存的起始地址即可，这比维护一个空闲列表显然少了许多开销。
不难看出，标记/整理算法不仅可以弥补标记/清除算法当中，内存区域分散的缺点，也消除了复制算法当中，内存减半的高额代价
不过任何算法都会有其缺点，标记/整理算法唯一的缺点就是效率也不高，不仅要标记所有存活对象，还要整理所有存活对象的引用地址。从效率上来说，标记/整理算法要低于复制算法。
JVM参数选项
常用易掌握的配置选项
| 配置选项 | 说明 |
|---|---|
| -Xms | 初始堆大小。如：-Xms256m |
| -Xmx | 最大堆大小。如：-Xmx512m |
| -Xmn | 新生代大小。通常为Xmx的 1/3 或 1/4。新生代 = Eden + 2 个 Survivor 空间。实际可用空间为 = Eden + 1 个 Survivor ，即 90% |
| -Xss | JDK1.5 + 每个线程堆栈大小为 1M，一般来说如果栈不是很深的话，1M是绝对够用的了 |
| -XX:NewRatio | 新生代与老年代的比例，如 -XX:NewRatio = 2，则新生代占整个堆空间的 1/3，老年代占 2/3 |
| -XX:SurvivorRatio | 新生代中 Eden 与 Survivor 的比值。默认值为 8，即 Eden 占新生代空间的 8/10，另外两个 Survivor 各占 1/10 |
| -XX:PermSize | 永久代(方法区)的初始大小 |
| -XX:MaxPermSize | 永久代(方法区)的最大值 |