JVM内存分配与回收

1、堆的概念

堆（heap）：Java中的堆是JVM管理的最大的一块内存空间，主要用于存放各种类的实例对象

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• 新生代（Young）

• Eden区（伊甸园区）

• Survivor区（幸存者区）

• From Survivor区

• To Survivor区

• 老年代（Old）

• 新生代与老年代 比例值为 1 : 2（通过–XX:NewRatio设置），即：新生代占1/3，老年代占2/3

• 新生代又分为Eden区和两个Survivior区，这两个Survivior区分别命名为From区和To区，Eden区默认比例值为Eden:From:To=8:1:1（通过 –XX:SurvivorRatio设置），即Eden区占8/10，From区占用1/10，To区占用1/10

2、对象进入老年代的场景

• 大对象直接进入老年代

大对象就是需要连续存储空间的对象（-XX:PretenureSizeThreshold 可以设置大对象的大小），如果对象的大小超过这个设定的空间，那么该对象会直接进入老年代，不会进入年轻代。这个参数只在Serial和ParNew两个收集器下有效。

作用：为了避免大对象在Eden区和两个Survivior区发生大量的内存复制，JVM默认PretenureSizeThreshold值为0，意味着任何对象都会在新生代创建

-XX:PretenureSizeThreshold=1000000 -XX:+UseSerialGC

• 如果在新生代分配失败，且对象是一个不含任何引用的空数组，那这个大的空数组会直接进入老年代
• 长期存活的对象将进入老年代

虚拟机采取分代收集的思想来管理内存，对象在Eden区出生并经历过第一次Minor GC后仍然能够存活并且可以被Survivor区容纳的话，将对象移动到Survivor区空间后，该对象的年龄为1。对象在Survivor区每熬过一次Minor GC则年龄会+1，当年龄大小等于最大年龄时（默认为15岁，-XX:MaxTenuringThreshold设置），则会被晋升到老年代。

-XX:MaxTenuringThreshold=10

• 对象动态年龄判断

当前存放和对象的某一个Survivor区的所有对象，如果对象的大小总和大于Survivor区内存大小的50%，那么大于等于这批对象年龄最大值的对象全部进入老年代。比如Survivor区有一批对象，年龄1+年龄2+年龄3+年龄n的多个年龄对象大小综合大于Survivor区内存大小的50%，那么年龄>=n的对象全部进入老年代

作用：希望那些长期存活的对象尽早的进入老年代，对象动态年龄判断机制一般在Minor GC之后触发

• Minor GC后存活的对象在Survivor区存不下，会把存放不下的对象分配到老年代

3、触发Minor GC的条件

大量对象分配到了Eden区，当Eden区存满时触发一次Minor GC，可能99%的对象会被垃圾回收，剩下存活的地方会被移动到Survivor区的From区，再下一次Eden区存满的时候，会再一次触发Minor GC，将Eden区和From区存活的对方移动到Survivor区的To区，依次循环。

4、触发Full GC的场景

• 老年代空间分配担保机制

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• 老年代空间不足时，会触发Full GC，-XX:CMSInitiatingOccupancyFaction=92% 参数设置比例，当老年代内存占比超过该比例时则会触发一次Full GC
• Metaspace空间不足时，会触发一次Full GC
• 调用System.gc()方法，可能会触发一次Full GC

5、判断对象可回收方法

• 引用计数法：给对象添加一个引用计数器，新增一个引用时+1，引用失效时-1，当引用计数器值为0时，则表示对象可被回收

弊端：循环引用的对象无法被回收，不被使用

• 可达性分析法：通过一系列“GC Roots”的对象作为起点，从这些起点开始向下查找，找到的对象标记为可用对象，其余为标记的对象为可回收对象。

GC Roots根节点有：线程栈的局部变量、静态变量、成员变量、本地方法栈的变量等

6、方法区判断一个类是否可回收条件

• 该类的所有实例均已被回收，在Java堆中不存在该类的任何实例
• 加载该类的类加载器对象已经被回收
• 该类的class对象没有任何对方被引用，无法通过反射访问该对象的方法

7、垃圾收集算法

• 标记-清除算法：首先标记出所有需要删除的对象，标记完成后统一对这些标记对象进行垃圾回收

优点：效率高

缺点：空间问题，标记清除后产生大量的不连续的内存碎片

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• 复制算法：将内存划分为两个相等大小的区域，每次只使用其中的一块，当一块内存使用完后，将该内存的存活对象转移到另一块空白区域中，然后在一次性清理掉当前使用的那块区域内存。

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• 标记-清理算法：首先标记出所有需要删除的对象，将存活的对象向一端移动，覆盖掉需删除的对象，再清理掉边界以外的内存

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• 分代收集算法：虚拟机采用分代收集算法，针对对象存活周期的不同，将内存区域分为新生代和老年代，根据不同的区域选择不同的垃圾收集算法，比如在新生代中绝大多数对象都是朝生夕死，所以选择了复制算法，这样可以通过对少量对象的复制达到垃圾收集的效果，而老年代的存活的对象时间较长，采用标记-清除算法或者标记-整理算法