堆与 GC 入门：对象怎么分配？为什么会 OOM？怎么排查？

你在业务里最常见的 JVM 异常之一：

• OutOfMemoryError: Java heap space

但“堆”不是一个黑盒，它至少有三件事你必须搞懂：

• 对象怎么进堆、怎么活下来
• GC 为什么要分代
• OOM 到底是“大对象瞬间打爆”还是“泄露慢慢涨”

1. 堆是什么：几乎所有对象的出生地

在 HotSpot 里，绝大多数对象分配在堆上。

例外你可以先忽略（逃逸分析/标量替换之类优化），先把主线抓住：

• 对象创建 -> 堆上分配 -> 引用在栈里传来传去 -> 垃圾回收器回收不可达对象

2. 为什么要分代：大部分对象“活不久”

GC 分代的经验规律：

• 绝大多数对象朝生夕死（请求对象、临时集合、DTO 等）

因此把堆分成：

• 新生代：专门收短命对象（回收频繁但成本低）
• 老年代：长期存活对象（回收不频繁但一次成本高）

你只要理解这个策略，就能解释很多 GC 现象。

3. 一次对象分配的典型旅程（主线版）

• 对象优先在新生代分配
• Minor GC：回收新生代
• 多次 Minor GC 后仍存活的对象，会晋升到老年代
• 老年代压力大时触发 Major/Full GC（具体与收集器实现相关）

4. 两类 OOM：你要先分清

4.1 瞬时型：大对象/突发流量把堆打爆

现象：

• 业务突发流量
• 堆瞬间被顶满
• Full GC 也回收不下来

4.2 渐进型：内存泄露

现象：

• 堆使用率慢慢爬
• Full GC 后仍然回不到低位
• 最终 OOM

5. 实战：一个最小排障闭环（建议你背下来）

5.1 第一步：确认堆配置与实时占用

• 看启动参数：jcmd <pid> VM.command_line
• 看堆信息：jcmd <pid> GC.heap_info

5.2 第二步：看对象直方图（快速抓“大户”）

• jcmd <pid> GC.class_histogram

你关注：

• 哪些类实例数/总大小异常
• 是否出现你业务里不该无限增长的缓存对象

5.3 第三步：必要时堆转储做根因定位

• jmap -dump:format=b,file=heap.hprof <pid>

然后用：

• Eclipse MAT / IDEA Profiler 分析

重点找：

• Dominator Tree
• GC Roots 到可疑对象的引用链

6. 常见导致泄露的“写法模式”

你不需要记所有工具，先记常见坑：

• 静态集合缓存不淘汰
• ThreadLocal使用不当（没 remove）
• 监听器/回调注册不注销
• 大对象缓存（如大字符串、byte[]）

7. JDK 1.7 与 JDK 1.8：你至少要知道的差异点

这篇主要讲堆，但你要知道一个经常混淆的点：

• JDK 1.7：类元数据在PermGen
• JDK 1.8：类元数据在Metaspace

所以：

• 看到PermGen space/Metaspace不要误判成堆 OOM

8. 总结

• 堆是对象主要分配区，GC 主战场
• 分代是为了高效回收短命对象
• OOM 先分清：突发型 vs 泄露型
• 排障最小闭环：heap_info -> class_histogram -> dump + MAT