通過 java 命令執行 class 程序或者啓動基於 Java 的中間件（Weblogic、Workshop、Eclipse、SQL Developer）時，Java運行時會創建一個操作系統進程，就像運行基於C的程序時一樣，可以通過JPS命令查看到。
作爲操作系統進程，Java 運行時面臨着與其他進程完全相同的內存限制：操作系統架構提供的可尋址地址空間和用戶空間。
操 作系統架構提供的可尋址地址空間，由處理器的位數決定，32 位提供了 2^32 的可尋址範圍，也就是 4,294,967,296 位，或者說 4GB。而 64 位處理器的可尋址範圍明顯增大：2^64，也就是 18,446,744,073,709,551,616，或者說 16 exabyte（百億億字節）。
地址空間被劃分爲用戶空間和內核空間。內核是主要的操作系統程序和C運行時，包含用於連接計算機硬件、調度程序以及提供聯網和虛擬內存等服務的邏輯和基於C的進程（JVM）。除去內核空間就是用戶空間，用戶空間纔是 Java 進程實際運行時使用的內存。
默認情況下，32 位 Windows 擁有 2GB 用戶空間和 2GB 內核空間。在一些 Windows 版本上，通過向啓動配置添加 /3GB 開關並使用 /LARGEADDRESSAWARE 開關重新鏈接應用程序，可以將這種平衡調整爲 3GB 用戶空間和 1GB 內核空間。在 32 位 Linux 上，默認設置爲 3GB 用戶空間和 1GB 內核空間。一些 Linux 分發版提供了一個hugemem內核，支持 4GB 用戶空間。爲了實現這種配置，將進行系統調用時使用的地址空間分配給內核。通過這種方式增加用戶空間會減慢系統調用，因爲每次進行系統調用時，操作系統必須在地址空間之間複製數據並重置進程地址-空間映射。
下圖爲一個32 位 Java 進程的內存佈局：
可尋址的地址空間總共有 4GB，OS 和 C 運行時大約佔用了其中的 1GB，Java 堆佔用了將近 2GB，本機堆佔用了其他部分。請注意，JVM 本身也要佔用內存，就像 OS 內核和 C 運行時一樣。
注意：
1. 上文提到的可尋址空間即指最大地址空間。
2. 對於2GB的用戶空間，理論上Java堆內存最大爲1.75G，但一旦Java線程的堆達到1.75G，那麼就會出現本地堆的Out-Of-Memory錯誤，所以實際上Java堆的最大可使用內存爲1.5G。
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深入理解Java堆內存分配策略（Xmx和Xms）
例子：-Xmx=512M -Xms=64M
Java堆可以通過Xmx和Xms兩個參數指定最大內存512M，最小內存64M。以下爲兩個常見疑問：
1. 既然都指定了 Xmx 爲什麼還要設置 Xms 呢？
Xms 是必不可少的配置，Xms 是 GC 算法進行垃圾收集評判標準中一個必不可少的元素。另外-Xms和-Xmx設置相同時可避免Java堆自動擴展。
2. Xmx 指定的最大 Java 堆內存是在 Java 進程啓動的時候直接一次性分配還是隨着堆內存消耗不斷增加直到 Xmx？
Xmx的內存是在Java進程啓動的時候直接分配（預留）的，而不是不斷增加的。因爲大部分 GC 算法依賴於被分配爲連續的內存塊的堆，因此不能在堆需要擴大時再分配更多本機內存。所有堆內存必須預先保留。
對於例子中的Xmx=512M是直接預留出512M的內存空間，但啓動時的Java進程並不一定全部使用，但512M是它的“領地”。
注意：
1. 對於問題2的提問其實有錯誤，Xmx指定內存並不是真正的分配，而是一種保留，內存保留 != 內存分配。當本機內存被保留時，無法使用物理內存或其他存儲器作爲備用內存。儘管保留地址空間塊不會耗盡物理資源，但會阻止內存被用於其他用途。由保留從未使用的內存導致的泄漏與泄漏分配的內存一樣嚴重。
