深入理解Java虚拟机笔记---内存分配与回收策略

   Java技术体系中的自动内存管理最终可以归结为自动化地解决了两个问题：给对象分配内存以及回收分配给对象的内存。对象的内存分配往大的方向上讲，就是在堆上分配，对象主要分配在新生代的Eden区上，如果启动了本地线程分配缓冲(-XX:+UseTLAB,默认已开启)，将按线程优先在TLAB上分配。少数情况下也可能会直接分配在老年代中，分配的规则并不是百分之百固定的，其细节取决于当前使用的是哪一种垃圾收集器组合，还有虚拟机中与内存相关的参数设置。
    下面是几条主要的最普遍的内存分配规则：
1.对象优先在Eden分配
   大多数情况下，对象在新生代的Eden区中分配。当Eden区没有足够的空间进行分配时，虚拟将发起一次Minor GC，如果GC后新生代中存活的对象无法全部放入Survivor空间，则需要通过分配担保机制提前进入到老年代中，前提是老年代中不能容纳所有存活对象，即只能容纳部分。则未能进入到老年代的存活对象将继续分配在Eden区中，如果Eden区也还未能容纳剩余的存活对象虚拟机抛出OutOfMemoryError错误。虚拟机提供了-XX:+PrintGCDetails参数用于输出收集器日志参数。

Minor GC与Full GC的区别：
a.新生代GC(Minor GC):指发生在新生代的垃圾收集动作，因为Java对象大多都具备朝生夕死的特性，所以Minor GC非常频繁，一般回收速度也比较快。
b.老年代GC(Major GC/Full GC):指发生在老年代的GC，出现了Major GC，经常会伴随至少一次Minor GC(但非绝对，在ParallelScavenge收集器的收集策略里就有直接进行Major GC的策略选择过程)。MajorGC的速度一般会比MinorGC慢10倍以上。


2.大对象直接进入老年代
   所谓大对象是指，需要大量连续内存空间的Java对象，最典型的大对象就是那种很长的字符串及数组。大对象对虚拟机的内存分配来说是一个坏消息，经常出现大对象容易导致内存还有不少空间就提前触发垃圾收集以获取足够的连续空间来“安置”它们。
   虚拟机担任了一个-XX:PretenureSizeThreshold参数，令大于这个设置值的对象直接在老年代中分配。这样做的目的是避免在Eden区及两个Survivor区之间发生大量的内存拷贝。

3.长期存活对象将进入老年代
   虚拟机采用了分代收集的思想来管理内存，那么内存回收时就必须能够识别哪些对象应当放在新生代，哪些对象应该放在老年代。为了做到这点，虚拟机给每个对象定义了一个对象年龄计数器。如果对象在Eden区出生并经过第一次Minor GC后仍然存活，并且能被Survivor区容纳的话，将被移到Survivor区中，并将对象年龄设置为1。对象在Survivor区中每熬过一次Minor GC，年龄就增加1岁。当它的年龄增加到一定程度(默认为15岁)，就会被晋升到老年代中。对象晋升老年代的年龄阈值，可以通过参数-XX:MaxTenuringThreshold来设置。

4.动态对象年龄判定
   为了更好的适应不同程序的内存状况，虚拟机并不总是要求对象年龄必须达到MaxTenuringThreshold才能晋升到老年氏，如果在Survivor空间中相同年龄所有对象大小的总和大于Survivor空间的一半，那么年龄大于或等于该年龄的对象就直接进行老年代，无须等到MaxTenuringThreshold中要求的年龄。

5.空间分配担保
   在发生Minor GC时，虚拟机会检测之前每次晋升到老年代的平均大小是否大于老年代剩余空间的大小，如果大于，则改为直拉进行一次Full GC。如果小于，则查看HandlePromotionFailure设置是否允许担保失败；如果允许，那只会进行Minor GC；如果不允许，则要改为进行一次Full GC。
   新生代使用复制收集算法，但为了提高内存利用率，只使用其中一个Survivor空间来作为轮换备份，因此当出现大量对象在Minor GC后仍然存活的情况时，最需要老年代进行分配担保，让Survivor空间无法容纳的对象直接进入老年代。
   取平均值进行比较仍然是一种动态概率的手段，也就是说如果某次Minor GC存活的对象突增，远高于平均值的话，依然会导致担保失败(HandlePromotionFailure)。如果出现了HandlePromotionFailure，那只好在失败后重新发起一次Full GC。虽然担保失败时绕圈子是最大的，但是大部情况下还是会将HandlePromotionFailure开关打开，避免Full GC过于频繁。