Java 堆記憶體 10 大必知要點：結構、調優、OOM 排查與 Heap Dump 分析

什麼是 Java 堆？

JVM 啟動時向作業系統申請的記憶體區域，**所有 `new` 出來的物件都存放在堆中**。堆是垃圾回收 (GC) 的主要戰場。

如何調整堆大小

• 32 位 JVM 預設 -Xmx=64m（Solaris SPARC 例外）
• 64 位 JVM 預設約物理記憶體 1/4（最大）、1/16（初始）
• 生產環境建議固定 `-Xms=-Xmx` 避免動態擴縮容抖動
• 只能啟動時設定，運行期不可改

堆結構與 GC 代際

• 新生代：Eden + 2 個 Survivor，新物件誕生地，Minor GC 頻繁
• 老年代：長期存活物件晉升，Major/Full GC 耗時長
• 永久代 / 元空間：類元資料、常量池、靜態變數（JDK 8 移至 Metaspace，非堆）

兩類常見 OOM

1. java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space — 堆不夠，物件太多或洩漏
2. java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space / Metaspace — 類載入過多（動態代理、JSP、熱部署）

拋出前 JVM 已嘗試 Full GC 仍無法釋放足夠空間。

Heap Dump 獲取與分析

10 大堆記憶體要點速查

1. 堆是 OS 分配給 JVM 記憶體的一部分
2. 所有物件實例儲存於堆
3. 為 GC 便利，分新生代、老年代、永久代/元空間
4. 用 -Xms/-Xmx/-Xmn 調整，單位加 m/g
5. 可用 JConsole、Runtime.maxMemory()/totalMemory()/freeMemory() 監控
6. jmap 導出 dump，jhat/MAT 分析
7. 堆 ≠ 棧（棧存呼叫框架、區域變數）
8. GC 負責回收死物件記憶體回堆
9. 偶發 OOM 先加大堆，頻發必查洩漏
10. 善用 Profiler + Heap Dump 定位大物件、洩漏鏈

排查思路

1. 確認是 Heap OOM 還是 Metaspace OOM
2. 檢查 `-Xmx` 是否合理（建議 ≤ 物理記憶體 70%）
3. 導出 Heap Dump，用 MAT 找 **Retained Size 最大** 的物件
4. 查找 GC Roots 引用鏈，定位洩漏來源（靜態集合、ThreadLocal、未關閉資源、快取無淘汰）
5. 修復代碼或調整 JVM 參數（如 `-XX:MaxMetaspaceSize`）

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