Interstage Application Server チューニングガイド

8.1.5 Javaヒープとガーベジコレクション

　本節では、JDK/JRE 1.3以降のJavaヒープとガーベジコレクション(GC)を、簡単に説明します。

■Javaヒープとガーベジコレクション

　Javaヒープは、Javaプロセス内に存在するJavaオブジェクトを格納するための領域です。

　Javaヒープは、New世代領域、Old世代領域およびPermanent世代領域に大別され，Java VMが管理・制御します。なお、New世代領域とOld世代領域は、メモリ割り当てプールという形で各領域を合わせて一括的に管理・制御します。

　Java VMは、Javaアプリケーションの実行時に、JavaオブジェクトをJavaヒープの各領域に格納します。Javaヒープの空き容量がなくなった場合は、java.lang.OutOfMemoryErrorがスローされます。

　また、不要となったJavaオブジェクトはGCにより回収され、Javaヒープの空き領域が増加します。なお、Old世代領域やPermanent世代領域に存在する不要となったJavaオブジェクトを回収するGC処理を、特にFullGC処理といいます。

[図1 Javaヒープの構造]

• New世代領域とOld世代領域(メモリ割り当てプール)

  　New世代領域とOld世代領域は、インスタンスや配列などのJavaオブジェクトを管理する領域です。
  　New世代領域は寿命の短いJavaオブジェクトを管理します。通常、Javaアプリケーションで要求されたオブジェクトは、New世代領域に生成されます。一定期間New世代領域で生存したJavaオブジェクトは、GC処理によってOld世代領域に移動されます。そして、Old世代領域に存在する不要となったJavaオブジェクトは、FullGC処理によって回収されます。領域がNew世代とOld世代に分かれるのは、世代別にGC処理を実行するためです。
  　なお、メモリ割り当てプール全体のサイズの初期値および最大値は、それぞれ、“-Xms”オプションおよび“-Xmx”オプションで指定することができます。

• Permanent世代領域

  　Permanent世代領域は、Javaのクラス、メソッドや定数など、永続的に参照される静的オブジェクトを管理する領域です。
  　Permanent世代領域に存在する不要となったオブジェクトは、FullGC処理によって回収されます。
  　なお、Permanent世代領域の大きさの初期値および最大値は、それぞれ、“-XX:PermSize”オプションおよび“-XX:MaxPermSize”オプションで指定することができます。

ユーザ空間

　Javaヒープは、Javaプロセスのユーザ空間内に割り当てられます。

　このため、Javaヒープの最大値を大きく設定すると、その分だけスタックなど他の処理に割り当てられるメモリ領域が減少します。

ユーザ空間

　Java VMは、OSの仮想メモリ資源を効率的に利用するために、起動時にJavaヒープの各領域の初期値を割り当て、各領域の最大値まで段階的に拡大する制御方法を用いています。
　具体的には、Javaプロセスの起動時はメモリ割り当てプールおよびPermanent世代領域の各初期値のサイズを割り当てます。その後、FullGC処理の結果、各領域が不足した場合、各領域の最大値まで、段階的に拡大していきます。
　なお、各領域を拡大していく過程で、OS側で物理メモリの資源をディスクにスワップする処理が発生する場合があります。このスワップ処理により、各領域を拡大するFullGC処理に時間がかかる場合があります。FullGC処理中のスワップ処理発生による時間遅延が問題になる場合は、Javaヒープの各領域に対する初期値と最大値は同じ値に指定してください。

■ガーベジコレクションのログ

　GCのログを採取する方法は、"ガーベジコレクションのログ出力"を参照してください。