如何监控和诊断JVM堆内和堆外内存使用？
可以使用综合性的图形化工具，如JConsole、 VisualVM（注意，从Oracle JDK 9开始， VisualVM已经不再包含在JDK安装包中）等。这些工具具体使用起来相对比较直观，直接连接到Java进程，然后就可以在图形化界面里掌握内存使用情况。 以JConsole为例，其内存页面可以显示常见的堆内存和各种堆外部分使用状态。
也可以使用命令行工具进行运行时查询，如jstat和jmap等工具都提供了一些选项，可以查看堆、方法区等使用数据。 或者，也可以使用jmap等提供的命令，生成堆转储（Heap Dump）文件，然后利用jhat或Eclipse MAT等堆转储分析工具进行详细分析。 如果你使用的是Tomcat、 Weblogic等Java EE服务器，这些服务器同样提供了内存管理相关的功能。 另外，从某种程度上来说， GC日志等输出，同样包含着丰富的信息。
堆内部是什么结构？
按照通常的GC年代方式划分， Java堆内分为：
新生代
新生代是大部分对象创建和销毁的区域，在通常的Java应用中，绝大部分对象生命周期都是很短暂的。其内部又分为Eden区域，作为对象初始分配的区域；两个Survivor，有时候也叫from、 to区域，被用来放置从Minor GC中保留下来的对象。
JVM会随意选取一个Survivor区域作为“to”，然后会在GC过程中进行区域间拷贝，也就是将Eden中存活下来的对象和from区域的对象，拷贝到这个“to”区域。这种设计主要是为了防止内存的碎片化，并进一步清理无用对象。
从内存模型而不是垃圾收集的角度，对Eden区域继续进行划分， Hotspot JVM还有一个概念叫做（TLAB）。这是JVM为每个线程分配的一个私有缓存区域，否则，多线程同时分配内存时，为避免操作同一地址，可能需要使用加锁等机制，进而影响分配速度，TLAB仍然在堆上，它是分配在Eden区域内的。其内部结构比较直观易懂， start、 end就是起始地址， top（指针）则表示已经分配到哪里了。所以我们分配新对象， JVM就会移动top，当top和end相遇时，即表示该缓存已满， JVM会试图再从Eden里分配一块儿。
老年代
放置长生命周期的对象，通常都是从Survivor区域拷贝过来的对象。当然，也有特殊情况，我们知道普通的对象会被分配在TLAB上；如果对象较大， JVM会试图直接分配在Eden其他位置上；如果对象太大，完全无法在新生代找到足够长的连续空闲空间， JVM就会直接分配到老年代。
永久代
这部分就是早期Hotspot JVM的方法区实现方式了，储存Java类元数据、常量池、 Intern字符串缓存，在JDK 8之后就不存在永久代这块儿了。 利用JVM参数，直接影响堆和内部区域的大小
最大堆体积：-Xmx value
初始的最小堆体积：-Xms value
老年代和新生代的比例：-XX:NewRatio=value。默认情况下，这个数值是3，意味着老年代是新生代的3倍大；换句话说，新生代是堆大小的1/4。也可以不用比例的方式调整新生代的大小，直接-XX:NewSize=value参数，设定具体的内存大小数值。