Java内存管理基础
Java内存管理是程序性能优化的核心环节，合理的内存配置与调优能有效避免内存溢出、提高系统稳定性，Java内存区域主要分为堆内存（Heap）、非堆内存（Non-Heap）两大类，其中堆内存是线程共享的区域，用于存储对象实例；非堆内存则包括方法区（Method Area）、虚拟机栈（JVM Stack）、本地方法栈（Native Method Stack）、程序计数器（PC Register）等，理解这些内存区域的作用是修改Java内存配置的前提。
堆内存调优
堆内存是Java内存管理的重点，其大小直接决定了应用程序能处理的对象数量，默认情况下，堆内存的初始大小（-Xms）和最大大小（-Xmx）通常设置为物理内存的1/4左右，但具体值需根据业务场景调整，对于内存密集型应用（如大数据处理），可适当增大堆内存；而对于低内存环境，则需减少堆内存以避免系统资源紧张。
修改堆内存大小可通过JVM参数实现，
java -Xms512m -Xmx2048m -jar application.jar
-Xms表示堆内存初始值，-Xmx表示最大值，需注意，堆内存过小可能导致频繁的垃圾回收（GC），甚至引发OutOfMemoryError；过大则可能导致GC停顿时间过长，影响系统响应，可通过-XX:NewRatio调整新生代与老年代的比例，默认为2:1，即新生占堆内存的1/3，老年代占2/3，对于生命周期短的对象较多的应用，可适当增大新生代比例以减少GC频率。
非堆内存配置
非堆内存主要用于存储类元数据、方法编译缓存等，其大小同样影响性能，方法区（或元空间Metaspace，Java 8及以上版本）存储类的结构信息，默认大小为21MB，可通过-XX:MetaspaceSize和-XX:MaxMetaspaceSize调整。
java -XX:MetaspaceSize=256m -XX:MaxMetaspaceSize=512m -jar application.jar
若动态加载类较多（如Spring框架、热部署场景），需增大元空间大小，避免OutOfMemoryError: Metaspace。
虚拟机栈和本地方法栈用于存储线程执行方法时的局部变量、操作数栈等，其大小可通过-Xss参数调整，默认为1MB左右，对于线程数较多或递归层次深的程序，需减小栈大小以避免内存耗尽；反之，若栈溢出（StackOverflowError）频繁，则需适当增大栈大小。
垃圾回收机制优化
垃圾回收（GC）策略的选择直接影响内存回收效率，JVM提供了多种GC收集器，如Serial GC、Parallel GC、CMS GC、G1 GC等，可通过-XX:+UseXXXGC参数启用。
-XX:+UseParallelGC：吞吐量优先的并行收集器，适合后台计算型应用；-XX:+UseG1GC：面向服务端的收集器，可预测停顿时间，适合大内存应用。
可通过-XX:MaxGCPauseMillis设置GC停顿目标时间（毫秒），G1收集器会根据该值调整堆划分策略，对于需要低延迟的应用，可启用-XX:+UseZGC或-XX:+UseShenandoahGC（JVM 11+），这些低延迟GC能在大堆内存下实现亚毫秒级停顿。
内存分析与监控工具
调优前需借助工具分析内存使用情况，JDK自带的jmap可生成堆转储文件（jmap -dump:format=b,file=heap.hprof <pid>），通过jhat或Eclipse MAT分析对象引用关系；jstat可实时监控GC频率、堆内存使用情况（jstat -gcutil <pid> 1s），可视化工具如VisualVM、JConsole能直观展示内存分配、线程状态等信息，帮助定位内存泄漏或溢出问题。
常见内存问题与解决方案
- 内存泄漏：对象不再被使用但无法被GC回收，通常因代码逻辑错误（如静态集合未清理、未关闭资源）导致，可通过MAT分析堆转储文件，定位泄漏对象及其引用链。
- 内存溢出：堆内存不足或元空间超限，需检查
-Xmx、-XX:MaxMetaspaceSize配置是否合理，或优化对象创建逻辑（如使用对象池、减少大对象生成）。 - GC频繁：新生代对象过多或老年代空间不足，可通过调整
-Xmn（新生代大小）、-XX:MaxTenuringThreshold（对象晋升年龄阈值）优化。
修改Java内存需结合应用场景、硬件资源及GC策略综合调整，基本原则是：监控先行，分析内存使用模式；合理划分堆内存与非堆内存；选择合适的GC收集器；通过工具定位并解决内存问题,持续的调优与测试是确保Java应用高效稳定运行的关键。
