【IT168技术文档】Java 运行时是一个操作系统进程，它会受到我在上一节中列出的硬件和操作系统局限性的限制。运行时环境提供的功能受一些未知的用户代码驱动，这使得无法预测在每种情形中运行时环境将需要何种资源。Java 应用程序在托管 Java 环境中执行的每个操作都会潜在地影响提供该环境的运行时的需求。本节描述 Java 应用程序为什么和如何使用本机内存。

　　Java 堆和垃圾收集

　　Java 堆是分配了对象的内存区域。大多数 Java SE 实现都拥有一个逻辑堆，但是一些专家级 Java 运行时拥有多个堆，比如实现 Java 实时规范(Real Time Specification for Java，RTSJ)的运行时。一个物理堆可被划分为多个逻辑扇区，具体取决于用于管理堆内存的垃圾收集(GC)算法。这些扇区通常实现为连续的本机内存块，这些内存块受 Java 内存管理器(包含垃圾收集器)控制。

　　堆的大小可以在 Java 命令行使用 -Xmx 和 -Xms 选项来控制(mx 表示堆的最大大小，ms 表示初始大小)。尽管逻辑堆(经常被使用的内存区域)可以根据堆上的对象数量和在 GC 上花费的时间而增大和缩小，但使用的本机内存大小保持不变，而且由 -Xmx 值(最大堆大小)指定。大部分 GC 算法依赖于被分配为连续的内存块的堆，因此不能在堆需要扩大时分配更多本机内存。所有堆内存必须预先保留。

　　保留本机内存与分配本机内存不同。当本机内存被保留时，无法使用物理内存或其他存储器作为备用内存。尽管保留地址空间块不会耗尽物理资源，但会阻止内存被用于其他用途。由保留从未使用的内存导致的泄漏与泄漏分配的内存一样严重。

　　当使用的堆区域缩小时，一些垃圾收集器会回收堆的一部分(释放堆的后备存储空间)，从而减少使用的物理内存。

　　对于维护 Java 堆的内存管理系统，需要更多本机内存来维护它的状态。当进行垃圾收集时，必须分配数据结构来跟踪空闲存储空间和记录进度。这些数据结构的确切大小和性质因实现的不同而不同，但许多数据结构都与堆大小成正比。

　　即时 (JIT) 编译器

　　JIT 编译器在运行时编译 Java 字节码来优化本机可执行代码。这极大地提高了 Java 运行时的速度，并且支持 Java 应用程序以与本机代码相当的速度运行。

　　字节码编译使用本机内存(使用方式与 gcc 等静态编译器使用内存来运行一样)，但 JIT 编译器的输入(字节码)和输出(可执行代码)必须也存储在本机内存中。包含多个经过 JIT 编译的方法的 Java 应用程序会使用比小型应用程序更多的本机内存。