Java 堆內存詳解：GC 核心區域、分代佈局與擴展策略

堆核心特性

• 線程共享：JVM 啟動時創建，所有線程共用。
• 對象實例主戰場：幾乎所有 new 對象、陣列在這裡分配。
• GC 管理核心區：垃圾收集器主要掃描回收區域。
• 容量可配置：-Xms 初始/最小、-Xmx 最大，支援動態擴縮。
• 邏輯連續即可：物理內存可不連續。
• OOM 條件：分配需求 > 最大可用（含擴展後仍不足）拋 OutOfMemoryError。

分代收集佈局（主流 HotSpot）

Java Heap
├── Young Generation (新生代)
│   ├── Eden Space (伊甸區)
│   ├── Survivor 0 (From)
│   └── Survivor 1 (To)
├── Old Generation (老年代)
└── Metaspace / PermGen (元空間/永久代) — 類元數據，非堆但常歸屬討論

新生代特點

• 對象誕生於 Eden，Minor GC 後存活者進 Survivor 區輪換。
• 年齡計數器達閾值（默認 15）晉升老年代。
• 默認 Eden : S0 : S1 = 8 : 1 : 1（-XX:SurvivorRatio）。

老年代特點

• 存放長期存活、大對象、動態年齡判定晉升對象。
• Major GC / Full GC 觸發，頻率低、耗時長。

常見調優參數

記憶體洩漏 vs 溢出

• 洩漏：對象不可達但 GC 未回收（靜態集合持有、未關閉資源、ThreadLocal 洩漏）。
• 溢出：活對象總量超過 -Xmx（堆太小、大對象分配、類加載過多導致元空間 OOM）。