Java的內存分配與回收策略

對象的內存分配，就是在堆上分配（也可能經(jīng)過 JIT 編譯后被拆散為標量類型并間接在棧上分配），對象主要分配在新生代的 Eden 區(qū)上，少數(shù)情況下可能直接分配在老年代，分配規(guī)則不固定，取決于當前使用的垃圾收集器組合以及相關的參數(shù)配置。

以下列舉幾條最普遍的內存分配規(guī)則。

對象優(yōu)先在 Eden 分配

大多數(shù)情況下，對象在新生代 Eden 區(qū)中分配。當 Eden 區(qū)沒有足夠空間進行分配時，虛擬機將發(fā)起一次 Minor GC。

Minor GC vs Major GC/Full GC：

• Minor GC：回收新生代（包括 Eden 和 Survivor 區(qū)域），因為 Java 對象大多都具備朝生夕滅的特性，所以 Minor GC 非常頻繁，一般回收速度也比較快。
• Major GC / Full GC: 回收老年代，出現(xiàn)了 Major GC，經(jīng)常會伴隨至少一次的 Minor GC，但這并非絕對。Major GC 的速度一般會比 Minor GC 慢 10 倍 以上。

在 JVM 規(guī)范中，Major GC 和 Full GC 都沒有一個正式的定義，所以有人也簡單地認為 Major GC 清理老年代，而 Full GC 清理整個內存堆。

大對象直接進入老年代

大對象是指需要大量連續(xù)內存空間的 Java 對象，如很長的字符串或數(shù)據(jù)。

一個大對象能夠存入 Eden 區(qū)的概率比較小，發(fā)生分配擔保的概率比較大，而分配擔保需要涉及大量的復制，就會造成效率低下。

虛擬機提供了一個 -XX:PretenureSizeThreshold 參數(shù)，令大于這個設置值的對象直接在老年代分配，這樣做的目的是避免在 Eden 區(qū)及兩個 Survivor 區(qū)之間發(fā)生大量的內存復制。（還記得嗎，新生代采用復制算法回收垃圾）

長期存活的對象將進入老年代

JVM 給每個對象定義了一個對象年齡計數(shù)器。

當新生代發(fā)生一次 Minor GC 后，存活下來的對象年齡 +1，當年齡超過一定值時，就將超過該值的所有對象轉移到老年代中去。

使用 -XXMaxTenuringThreshold 設置新生代的最大年齡，只要超過該參數(shù)的新生代對象都會被轉移到老年代中去。

動態(tài)對象年齡判定

如果當前新生代的 Survivor 中，相同年齡所有對象大小的總和大于 Survivor 空間的一半，年齡 >= 該年齡的對象就可以直接進入老年代，無須等到 MaxTenuringThreshold 中要求的年齡。

空間分配擔保

JDK 6 Update 24 之前的規(guī)則是這樣的：

在發(fā)生 Minor GC 之前，虛擬機會先檢查老年代最大可用的連續(xù)空間是否大于新生代所有對象總空間， 如果這個條件成立，Minor GC 可以確保是安全的； 如果不成立，則虛擬機會查看 HandlePromotionFailure 值是否設置為允許擔保失敗， 如果是，那么會繼續(xù)檢查老年代最大可用的連續(xù)空間是否大于歷次晉升到老年代對象的平均大小， 如果大于，將嘗試進行一次 Minor GC,盡管這次 Minor GC 是有風險的； 如果小于，或者 HandlePromotionFailure 設置不允許冒險，那此時也要改為進行一次 Full GC。

JDK 6 Update 24 之后的規(guī)則變?yōu)椋?/p>

只要老年代的連續(xù)空間大于新生代對象總大小或者歷次晉升的平均大小，就會進行 Minor GC，否則將進行 Full GC。

通過清除老年代中的廢棄數(shù)據(jù)來擴大老年代空閑空間，以便給新生代作擔保。

這個過程就是分配擔保。

可能會觸發(fā) JVM 進行 Full GC的情況

• System.gc() 方法的調用此方法的調用是建議 JVM 進行 Full GC，注意這只是建議而非一定，但在很多情況下它會觸發(fā) Full GC，從而增加 Full GC 的頻率。通常情況下我們只需要讓虛擬機自己去管理內存即可，我們可以通過-XX:+ DisableExplicitGC 來禁止調用System.gc()。
• 老年代空間不足 老年代空間不足會觸發(fā) Full GC 操作，若進行該操作后空間依然不足，則會拋出如下錯誤：java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
• 永久代空間不足 JVM 規(guī)范中運行時數(shù)據(jù)區(qū)域中的方法區(qū)，在 HotSpot 虛擬機中也稱為永久代（Permanet Generation），存放一些類信息、常量、靜態(tài)變量等數(shù)據(jù)，當系統(tǒng)要加載的類、反射的類和調用的方法較多時，永久代可能會被占滿，會觸發(fā) Full GC。如果經(jīng)過 Full GC 仍然回收不了，那么 JVM 會拋出如下錯誤信息：java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space
• CMS GC 時出現(xiàn) promotion failed 和 concurrent mode failure promotion failed，就是上文所說的擔保失敗，而 concurrent mode failure 是在執(zhí)行 CMS GC 的過程中同時有對象要放入老年代，而此時老年代空間不足造成的。
• 統(tǒng)計得到的 Minor GC 晉升到舊生代的平均大小大于老年代的剩余空間。

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