一次快速排序引發的jvm調優

閒來無事，順便寫一個快排的代碼。結果卻引發了java.OutOfMemoryError:Java heap space。
首先談談快速排序，這是一種在統計上很快的排序，他的核心思想是，在一個數組中隨便取一個數作爲基準(通常取最後一個)，然後把整個數組劃分，把比基準小或等於的數放在基準之前，把大於基準的數放在基準之後。然後再分別對基準之前的數組和基準之後的數組進行快速排序。
java 代碼：

void quicksort(int[] nums,int begin,int end)
    {
        if(end <= begin)return;
        int p = begin-1;
        for(int i = begin;i <= end;i++)
            if(nums[i] <= nums[end])
            {
                p++;
                int temp = nums[i];
                nums[i] = nums[p];
                nums[p] = temp;
            }
        quicksort(nums,begin,p-1);
        quicksort(nums,p+1,end);
    }

這裏唯一難理解的就是這個p，這裏的思想是，p及其左側都是小於等於基準的數，而p的右側都是大於基準的數。因此，遍歷這個數組的時候，若數大於基準，則訪問下一個，否則把p+1，然後交換p和這個位置上的數，這樣就能成功劃分。

因爲它是快速排序，所以我想小數據量並不能體現它的快速。因此，我使用了一個很大的數組，並且使用隨機數填充它。

Random random = new Random();
int[] nums = new int[ (1024*1024*1024) ];
for(int i = 0;i < nums.length;i++)
    nums[i] = random.nextInt(500000);

這個數組的大小是4個GB，因爲一個int是4B，而1024*1024是1M，而1024M是1G。
正當我要運行程序並且統計其運行時間時，悲劇發生了！！！
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
這是一個堆內存溢出錯誤。
於是我立馬想到一個解決方法，那就是擴大堆內存！
數組大小隻有4GB，我現在給JVM進程5000MB大小的堆內存，也就是大約4.8GB的內存，程序一定是沒問題的了。於是我添加了參數-Xms5000m。這個參數的意義是，最小堆內存爲5000MB。
然鵝，結果是
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
why???
要說明這個必須先知道java內存結構。
理解了java內存結構之後，才能明白。堆內存又分爲，新生代(Young)和老年代(Old)，而數組這種大對象一般是直接分配在老年代中。雖然我設置了5000MB的堆內存，但是這5000MB的內存並不都是給老年代的，老年代和新生代內存的默認比例是2，也就是說5000MB裏只有2/3是老年代的，也就是3333MB≈3.25GB，這個大小仍然小於數組的4GB，因此現在我設置老-新比例爲9，也就是老年代擁有5000MB*0.9=4500MB≈4.39GB，此時已經大於數組所需要的內存大小！
添加完參數-Xms5000m -XX:NewRatio=9後，我再次運行程序，運行成功！！！經過漫長的等待，輸出了排序的時間爲1443.11s，也就是大約24分鐘！！！

最後，java 核心代碼:

public static void main(String[] args) {
        Random random = new Random();

        int[] nums = new int[ (1024*1024*1024) ];
        for(int i = 0;i < nums.length;i++)
            nums[i] = random.nextInt(500000);
        long being = System.currentTimeMillis();
        quicksort(nums,0,nums.length-1);

        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(((double) (end-being))/1000+"s");



    }


   static void quicksort(int[] nums,int begin,int end)
    {
        if(end <= begin)return;
        int p = begin-1;
        for(int i = begin;i <= end;i++)
            if(nums[i] <= nums[end])
            {
                p++;
                int temp = nums[i];
                nums[i] = nums[p];
                nums[p] = temp;
            }
        quicksort(nums,begin,p-1);
        quicksort(nums,p+1,end);
    }