jvm对大对象分配内存的特殊处理

    前段日子在和leader交流技术的时候，偶然听到jvm在分配内存空间给大对象时，如果young区空间不足会直接在old区切一块过去。对于这个结论很好奇，也比较怀疑，所以就上网搜了下，发现还真有这么回事。以下给出具体代码来说明：

首先定义好jvm内存各个区域的大小。我设定的是eden区8M，from和to各1M，old区10M，总共20M的空间，参数如下：

-Xms20M -Xmx20M -Xmn10M -XX:SurvivorRatio=8

    紧接着，开始写程序。很简单，就是初始化一个9M的程序，然后用jstat命令看jdk的内存使用情况。

public class App {
	private static final int _1MB = 1024 * 1024;

	/**
	 * VM参数：-verbose:gc -Xms20M -Xmx20M -Xmn10M -XX:SurvivorRatio=8
	 * -XX:PretenureSizeThreshold=3145728
	 */
	public static void main(String[] args) {
		byte[] allocation = new byte[9*_1MB];
		while(true){
			try {
				Thread.sleep(1000);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
}

    然后打成jar，执行。结果如下：

S0     S1     E      O      P     YGC     YGCT    FGC    FGCT     GCT   
  0.00   0.00  18.04  90.00  23.08      0    0.000    20    0.027    0.027

    果然，当对象大小大于eden区的时候会直接扔到old区。但我还不满足与此，于是将对象改大了些，改成了11M。再次尝试发现结果如下：

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
	at com.taobao.jdkmem.App.main(App.java:17)

    到这里结束了么？当然没有:)这个是一个大的完整的对象，当大对象本身是由一连串的小对象组成的时候，会不会不再OOM呢？于是改了代码再次尝试：

public class App {
	private static final int _1MB = 1024 * 1024;

	/**
	 * VM参数：-verbose:gc -Xms20M -Xmx20M -Xmn10M -XX:SurvivorRatio=8
	 * -XX:PretenureSizeThreshold=3145728
	 */
	public static void main(String[] args) {
		byte[][] allocation;
		allocation = new byte[11][_1MB]; // 直接分配在老年代中
		while(true){
			try {
				Thread.sleep(1000);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
}

    再次运行，结果如下：

S0     S1     E      O      P     YGC     YGCT    FGC    FGCT     GCT   
  0.00  38.06  67.68  60.02  23.10      1    0.007    14    0.012    0.019

    果然，这次居然又被jvm给生吃下去了。不过这次并非所有的都在old区，而是有一部分还在young区里活着。看来jvm还是足够彪悍的。

    由此可见，当出现大对象的时候，jvm用牺牲部分宝贵的old区的方式来保证了整个jvm的正常运转。所以，程序中尽量要避免大对象，如果实在不行，就让大对象活的尽量久些，莫要new一个然后gc掉再new一个再gc，这么爆jvm可不太友好。

    到这里结束了吧？你猜对了，还没有:P既然知道jvm会对大对象申请内存做特殊处理，那么就在琢磨程序员有没有方法干预这个过程呢？答案是有的，就是使用这个参数-XX:PretenureSizeThreshold。这个参数的单位是Byte，其作用是当新对象申请的内存空间大于这个参数值的时候，直接扔到old区。做个试验就证明了:

public class App {
	private static final int _1MB = 1024 * 1024;

	/**
	 * VM参数：-verbose:gc -Xms20M -Xmx20M -Xmn10M -XX:SurvivorRatio=8
	 * -XX:PretenureSizeThreshold=3145728
	 */
	public static void main(String[] args) {
		byte[] allocation = new byte[4*_1MB];
		while(true){
			try {
				Thread.sleep(1000);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
}

    运行命令如下：

java -jar -Xms20M -Xmx20M -Xmn10M -XX:SurvivorRatio=8 -XX:PretenureSizeThreshold=3145728 memtest-1.0-SNAPSHOT.jar 

    我设置的阈值是3M，意味着超过3M的对象会被直接扔到old区。结果是皆大欢喜，新对象直接被扔到了old区：

S0     S1     E      O      P     YGC     YGCT    FGC    FGCT     GCT   
  0.00   0.00  18.04  40.00  23.08      0    0.000     0    0.000    0.000

    试验有了结果，自然而然心情愉悦。但这个参数使用时需要慎重，因为fullgc的代价很高，因此old区就显得非常宝贵。除非你真的清楚你在干什么，否则莫要轻易玩这个参数，万一搞个频繁fullgc就玩大了。ok，到此打完收工。