JVM那些事——垃圾回收和内存分配

内存分配

默认情况下新生代和老年区的内存比例是1:2，新生代中Eden区和Survivor区的比例是8:1。

1. 对象优先分配在Eden区。
2. 大对象直接进入老年区。通过-XX:PertenureizeThreshold参数设置临界值。
3. 长期存活的对象进入老年区。对象每熬过一次Minor GC，年龄+1，当年龄增加到一定程度（默认15岁）就会进入老年区。-XX:MaxTenuringThreshold设置年龄临界值。
4. 如果Survivor空间中相同年龄所有对象大小的总和大于Survivor空间的一办，年龄大于或等于该年龄的对象直接进入老年区。

何时发生GC及空间分配担保

Eden区没有足够空间分配内存时，发生Minor GC.

Minor GC：指发生在新生代的GC动作。一般速度迅速。
Major GC /Full GC：值发生在老年代的GC，一般速度比Minor GC慢上10倍。

在Minor GC之前，JVM会先检查老年代最大可用连续空间是否大于新生代所有对象总空间，如果成立，那么MinorGC可以确保是安全的。否则，查看HandlePromotionFailure设置值是否允许担保失败，如果允许会尝试进行MinorGC，否则会进行一次FullGC。

对象是否死去？

引用计数法

给对象中添加一个引用计数器，每当一个地方引用时计数器就加1，当引用失效时，计数器减1。当计数器值为0的时候，这个对象将不可能被引用，则判断该对象死亡。

• 弊端：会出现循环引用而导致无法GC的情况。

可达性分析算法

通过一个根节点GC Roots向下搜索，当一个对象无法从GC Roots搜索到时，则证明此对象是可不用的。

引用

• 强引用：有引用，绝不回收。
• 软引用：在系统将要发生OOM之前，将对象纳入回收范围，如果这次回收有足够内存，则在下一次GC时进行回收。
• 弱引用：GC时，无论当前内存是否足够，都会被回收掉。
• 虚引用：和没有引用没有用多大区别，只是能在对象被GC时收到一个系统通知。

finalize

一个对象的死亡需要经历至少两次标记过程，在可达性分析时不可达则会进行第一次标记，并且进行一次筛选，筛选条件就是该对象是否有必要执行finalize()方法，当对象没有覆盖finalize方法，或finalize方法已经被JVM调用过了，JVM则任务该对象没有执行finalize的必要了。如果该对象有必要执行finalize方法，则该对象会被放到一个F-Queue队列中，稍后交由一个JVM自动建立的低优先级的Finalizer线程执行注意：这里智慧触发这个方法，并不保证会等待它运行结束。如果该对象在finalize执行中成功将自己关联到GC Root链上，JVM则会在第二次标记过程中将该对象从即将回收的集合中移除。

垃圾回收算法

标记 - 清除算法

算法分两个节点，标记阶段将要回收的对象进行标记，回收阶段直接将标记的内存进行回收。

• 缺点:1. 标记和清除阶段的效率都不高。2.标记清除后会产生大量不连续内存碎片。

复制算法

将内存分成大小相等的两块，每次使用其中一块，当这块内存快使用完时，将还存活的对象复制到另一块上。

• 缺点：内存缩小了一半。
  实际中发现不需要按1:1划分，默认情况下，JVM将年轻代按8:1:1分成eden、survivor1和survivor2三块。每次GC时，将Eden和其中一块Survivor中还活着的对象一次性复制到另一块Survivor上，最后清理掉Eden和刚才用过的Survivor的空间。当survivor空间不够时，由老年代内存进行分配担保，也就是将对象放到老年代中。

标记-整理算法

标记死去的对象，清除后将活着的对象整理在一起。

分代收集算法

新生代和老年代，不同的内存区域采用不同的收集算法。

GC日志

配置-XX:+PrintGCDetails参数，JVM会在发生GC时打印GC日志。
33.125: ¹ [GC² (Allocation Failure)[PSYoungGen³: 21096K->32K(22528K)⁴] 22608K->1543K(91136K)⁵,0.0008844 secs]⁶[Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]

在这里插入图片描述

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1. GC发生的时间。距离JVM启动的秒数。 ↩︎

2. 说明这次GC的停顿类型。[Full GC 一般是因为出现了分配担保失败之类的问题导致STW。 ↩︎

3. 表明GC发生的区域。 ↩︎

4. GC前该内存区域已使用容量->GC后该内存区域已使用容量（该区域总容量） ↩︎

5. GC前JAVA堆已使用容量->GC后JAVA堆已使用容量（Java堆总容量） ↩︎

6. GC所占用时间。单位秒 ↩︎