浅谈jvm full gc

1、前言

jvm的内存模型分为：堆、本地方法栈、虚拟机栈，方法区、程序计数器。

其中，gc（垃圾回收）主要集中在堆，堆又划分为2个区域：新生代、老年代。

当新生代空间不足时，会触发 minor gc，回收新生代的垃圾。

当老年代空间不足时，会触发 full gc，回收老年代的垃圾，同时，full gc 会触发 minor gc。

2、新生代

新生代分为 1 个 Eden 区和 2 个 survivor区（From，to），当创建一个对象时，一般都分配在 Eden 区（除非对象很大，超过了jvm参数 -XX:PretenureSizeThreshold，则直接分配在老年代）， Eden 区会越来越大，当 Eden 区空间不足时，会STW，进行 minor gc（gc算法是标记复制算法），标记存活的对象，并将其复制到 From 区，然后将 Eden 区清空。由于大部分对象的生命周期很短，朝生夕死，所以 Eden 区存活的对象很少，因此 minor gc 的工作量较小，执行时间短，STW的影响非常小。

Eden 区清空后，继续分配对象，直到 Eden 区再次空间不足，此时，触发 minor gc，将 Eden 、From 区中存活的对象复制到 To 区，并将 Eden、From 区清空。注意，此时要将 From 和 To 的身份互换，也就意味着 To 区变成了 From 区。

Eden 区又空了，继续分配对象，直到空间不足，再次 minor gc，将 Eden、From区存活的对象复制到 To 区，再次将 Eden、From 区清空，From 和 To 身份互换。

如此循环下去。

几个关键点：

1、如果 Eden 太小

会导致频繁的 minor gc，虽然单次 minor gc 的耗时短，但是频率很高的话，也会对服务性能造成影响。

2、如果 Eden 太大

会挤压 From 和 To 区的空间，导致minor gc 时，To 区容易没有足够的空间存储活下来的对象，就会直接存到老年代。

3、From 和 To 的大小一样。

4、三个区的大小比例默认：Eden ：From：to = 8:1:1

但是现在JDK8中，默认是开启了自动调整，根据程序运行情况，动态调整三个区的空间比例，如果想要自己设置固定的比例，一定要先关闭自动调整，-XX:-UseAdaptiveSizePolicy，再设置比例：-XX:SurvivorRatio=8， 8 表示 Eden 是 From 和 To 的8倍。

5、新生代的大小，可由jvm参数设置：-Xmn1024m，表示1024M大小。

6、有些对象的生命周期较长，所以在多次 minor gc 后，新生代存活的对象会越来越多，那怎么办？

3、老年代

老年代就是用来存储生命周期长、体积大的对象。

哪些情况下，对象会进入老年代呢？

1、每一个对象都是有年龄的，当对象经历过一次 minor gc 并活下来后，年龄就 + 1，当年龄达到阈值 -XX:MaxTenuringThreshold 时（默认15），就会挪到老年代。

2、minor gc后，To 区容不下存活的对象，此时，这些对象会进入老年代。

3、新生代的标记-复制算法有个缺点，对于大对象，算法效率会降低，为避免这一缺点，直接将大对象存到老年代，大对象的判断标准是，当大于 -XX:PretenureSizeThreshold 参数值时，为大对象。

4、To 区存活的对象中，相同年龄的对象大于空间的一半时，大于等于此年龄的对象直接进入老年代。

一说老年代，就不得不提 “担保机制”。

在 minor gc 之前，如果老年代可用空间 > 新生代所有对象，则 minor gc 后，老年代一定够用，则直接 minor gc 就行，否则，就看 jvm 是否有 “担保机制”（-XX:HandlePromotionFailure 此参数控制，JDK8默认开启），如果没有，则进行 full gc，把老年代的空间腾出来，如果有 “担保机制”，则判断 “老年代可用空间” 是否大于 “每次minor gc进入老年代的对象的平均大小”，如果大于，说明大概率老年代够用，则执行 minor gc，否则，说明老年代大概率不够用，则进行full gc。

最后，如果 full gc 之后，老年代空间还不够用，就会报 OOM。