JVM內存結構

根據Java虛擬機規范，JVM內存主要劃分為以下區域：

1. 年輕代（New Generation）

   • 包括Eden空間，用于存放新創建的對象。
   • Survivor區由兩個相同大小的Survivor1和Survivor2組成，用于存放經過初次垃圾回收后仍然存活的對象，通過“ survivor-to-survivor ”的過程提升對象年齡，最終符合條件的對象會被移到年老代。

2. 年老代（Tenured Generation）

   • 存放從年輕代中經歷多次垃圾回收仍然存活的對象。

3. 永久代/元數據區（Permanent Generation/Metaspace）

   • 在Java 8及以后版本中，永久代被元數據區取代，用于存儲類、方法等元數據信息。可通過 -XX:MetaspaceSize 和 -XX:MaxMetaspaceSize 參數調整其大小。
   • 在早期版本中，永久代大小推薦初始設置為128M，并預留30%的增長空間。

垃圾收集算法

JVM的垃圾回收基于“標記-清除”或其衍生算法，具體包括：

• Serial算法：單線程回收，適用于單CPU環境，執行時會暫停所有用戶線程。
• Parallel算法（并行回收）：多線程并行回收，適用于多CPU環境，回收時暫停用戶線程，但多個線程并行工作加速回收過程。
• Concurrent算法（并發回收）：多線程回收，與應用程序并發執行，減少暫停時間，適用于對響應時間敏感的應用。

垃圾回收觸發條件

• 當年輕代空間（特別是Eden區）填滿時，觸發Minor GC，只清理年輕代。
• 當年老代或元數據區滿時，觸發Full GC，同時回收年輕代和年老代（或進行元數據區的清理）。

OutOfMemoryError異常

JVM在以下情況可能拋出OutOfMemoryError異常：

• 年輕代、年老代或元數據區空間耗盡，且無法通過回收獲得足夠的空間。
• 即使JVM并未完全耗盡內存，但在連續幾次GC后，回收的內存比例小于2%，且JVM花費超過98%的時間在GC上，表明內存已極度碎片化，無法有效利用。

此機制設計旨在允許程序在崩潰前有機會執行最后的操作，例如輸出堆轉儲（Heap Dump），便于后續分析故障原因。