4.JVM垃圾回收機制
4.1.新生代的GC
4.1.1.串行GC（SerialGC）
4.1.2.并行回收GC(Parallel Scavenge)
4.1.3.并行GC(ParNew)
4.2.GC（Minor GC、FullGC）
4.2.1.Minor GC
4.2.2.FullGC
4.3.GC日志

4.JVM垃圾回收機制

JVM分別對新生代和老年代采用不同的垃圾回收機制。

4.1.新生代的GC

新生代通常存活時間較短，因此基于復(fù)制算法來進行回收，所謂復(fù)制算法就是掃描出存活的對象，并復(fù)制到一塊新的完全未使用的空間中，對應(yīng)于新生代，就是在Eden和其中一個Survivor，復(fù)制到另一個之間Survivor空間中，然后清理掉原來就是在Eden和其中一個Survivor中的對象。新生代采用空閑指針的方式來控制GC觸發(fā)，指針保持最后一個分配的對象在新生代區(qū)間的位置，當有新的對象要分配內(nèi)存時，用于檢查空間是否足夠，不夠就觸發(fā)GC。當連續(xù)分配對象時，對象會逐漸從eden到 survivor，最后到老年代。

用java visualVM來查看，能明顯觀察到新生代滿了后，會把對象轉(zhuǎn)移到舊生代，然后清空繼續(xù)裝在，當舊生代也滿了后，就會報OutOfMemory的異常。

在執(zhí)行機制上JVM提供了串行GC(SerialGC)、并行回收GC(ParallelScavenge)和并行GC(ParNew)。

4.1.1.串行GC（SerialGC）

在整個掃描和復(fù)制過程采用單線程的方式來進行，適用于單CPU、新生代空間較小及對暫停時間要求不是非常高的應(yīng)用上，是client級別默認的GC方式，可以通過-XX:+UseSerialGC來強制指定。

4.1.2.并行回收GC(Parallel Scavenge)

在整個掃描和復(fù)制過程采用多線程的方式來進行，適用于多CPU、對暫停時間要求較短的應(yīng)用上，是server級別默認采用的GC方式，可用-XX:+UseParallelGC來強制指定，用-XX:ParallelGCThreads=4來指定線程數(shù)。

4.1.3.并行GC(ParNew)

與舊生代的并發(fā)GC配合使用。

舊生代的GC:
舊生代與新生代不同，對象存活的時間比較長，比較穩(wěn)定，因此采用標記（Mark）算法來進行回收，所謂標記就是掃描出存活的對象，然后再進行回收未被標記的對象，回收后對用空出的空間要么進行合并，要么標記出來便于下次進行分配，總之就是要減少內(nèi)存碎片帶來的效率損耗。在執(zhí)行機制上JVM提供了串行 GC（SerialMSC）、并行GC（parallelMSC）和并發(fā)GC（CMS），具體算法細節(jié)還有待進一步深入研究。

4.2.GC（Minor GC、FullGC）

GC分為兩種：Minor GC、FullGC(或稱為Major GC)。

4.2.1.Minor GC

從年輕代空間（包括 Eden 和 Survivor 區(qū)域）回收內(nèi)存被稱為Minor GC。
當發(fā)生Minor GC事件的時候，有一些有趣的地方需要注意到：
?當 JVM 無法為一個新的對象分配空間時會觸發(fā) Minor GC，比如當 Eden 區(qū)滿了。所以分配率越高，越頻繁執(zhí)行 Minor GC。
?內(nèi)存池被填滿的時候，其中的內(nèi)容全部會被復(fù)制，指針會從0開始跟蹤空閑內(nèi)存。Eden 和 Survivor 區(qū)進行了標記和復(fù)制操作，取代了經(jīng)典的標記、掃描、壓縮、清理操作。所以 Eden 和 Survivor 區(qū)不存在內(nèi)存碎片。寫指針總是停留在所使用內(nèi)存池的頂部。
?執(zhí)行 Minor GC 操作時，不會影響到永久代。從永久代到年輕代的引用被當成 GC roots，從年輕代到永久代的引用在標記階段被直接忽略掉。
?質(zhì)疑常規(guī)的認知，所有的 Minor GC都會觸發(fā)”stop-the-world”，停止應(yīng)用程序的線程。對于大部分應(yīng)用程序，停頓導(dǎo)致的延遲都是可以忽略不計的。其中的真相就是，大部分 Eden區(qū)中的對象都能被認為是垃圾，永遠也不會被復(fù)制到Survivor區(qū)或者老年代空間。如果正好相反，Eden 區(qū)大部分新生對象不符合 GC 條件，Minor GC 執(zhí)行時暫停的時間將會長很多。

每次Minor GC會清理年輕代的內(nèi)存。

Minor GC是發(fā)生在新生代中的垃圾收集動作，所采用的復(fù)制算法。

當一個對象被判定為”死亡”的時候，GC就有責任來回收掉這部分對象的內(nèi)存空間。新生代是GC收集垃圾的頻繁區(qū)域。

當對象在Eden (包括一個 Survivor 區(qū)域，這里假設(shè)是 from 區(qū)域)出生后，在經(jīng)過一次Minor GC后，如果對象還存活，并且能夠被另外一塊Survivor區(qū)域所容納(上面已經(jīng)假設(shè)為 from 區(qū)域，這里應(yīng)為to 區(qū)域，即to區(qū)域有足夠的內(nèi)存空間來存儲Eden和from區(qū)域中存活的對象)，則使用復(fù)制算法將這些仍然還存活的對象復(fù)制到另外一塊Survivor區(qū)域(即to區(qū)域)中，然后清理所使用過的Eden以及Survivor區(qū)域(即from區(qū)域)，并且將這些對象的年齡設(shè)置為1，以后對象在Survivor 區(qū)每熬過一次 Minor GC，就將對象的年齡+ 1，當對象的年齡達到某個值時 ( 默認是 15 歲，可以通過參數(shù) -XX:MaxTenuringThreshold來設(shè)定)，這些對象就會成為老年代。
但這也不是一定的，對于一些較大的對象(即需要分配一塊較大的連續(xù)內(nèi)存空間)則是直接進入到老年代。

4.2.2.FullGC

Full GC是發(fā)生在老年代的垃圾收集動作，所采用的是標記-清除算法。

現(xiàn)實的生活中，老年代的人通常會比新生代的人”早死”。堆內(nèi)存中的老年代（Old）不同于這個老年代里面的對象幾乎個個都是在Survivor區(qū)域中熬過來的，它們是不會那么容易就”死掉”了的。
因此，Full GC發(fā)生的次數(shù)不會有Minor GC那么頻繁，并且做一次Full GC要比進行一次Minor GC的時間更長。

另外，標記-清除算法收集垃圾的時候會產(chǎn)生許多的內(nèi)存碎片（即不連續(xù)的內(nèi)存空間），此后需要為較大的對象分配內(nèi)存空間時，若無法找到足夠的連續(xù)的內(nèi)存空間，就會提前觸發(fā)一次GC的收集動作。

4.3.GC日志

案例

package com.toto.jvm;public class Demo {public static void main(String[] args) {Object obj = new Object();System.gc();System.out.println();obj = new Object();obj = new Object();System.gc();System.out.println();} }

設(shè)置VM arguments：-verbose:gc -XX:+PrintGCDetails

Run之后，輸出結(jié)果：

System.gc()可以觸發(fā)Full GC

[GC (System.gc()) [PSYoungGen: 5201K->752K(151552K)] 5201K->760K(498688K), 0.0012719 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] [Full GC (System.gc()) [PSYoungGen: 752K->0K(151552K)] [ParOldGen: 8K->536K(347136K)] 760K->536K(498688K), [Metaspace: 2587K->2587K(1056768K)], 0.0088355 secs] [Times: user=0.01 sys=0.00, real=0.01 secs] [GC (System.gc()) [PSYoungGen: 2600K->96K(151552K)] 3137K->632K(498688K), 0.0005806 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] [Full GC (System.gc()) [PSYoungGen: 96K->0K(151552K)] [ParOldGen: 536K->535K(347136K)] 632K->535K(498688K), [Metaspace: 2588K->2588K(1056768K)], 0.0064823 secs] [Times: user=0.03 sys=0.00, real=0.02 secs] HeapPSYoungGen total 151552K, used 2601K [0x0000000716d00000, 0x0000000721600000, 0x00000007c0000000)eden space 130048K, 2% used [0x0000000716d00000,0x0000000716f8a578,0x000000071ec00000)from space 21504K, 0% used [0x0000000720100000,0x0000000720100000,0x0000000721600000)to space 21504K, 0% used [0x000000071ec00000,0x000000071ec00000,0x0000000720100000)ParOldGen total 347136K, used 535K [0x00000005c4600000, 0x00000005d9900000, 0x0000000716d00000)object space 347136K, 0% used [0x00000005c4600000,0x00000005c4685f60,0x00000005d9900000)Metaspace used 2594K, capacity 4486K, committed 4864K, reserved 1056768Kclass space used 288K, capacity 386K, committed 512K, reserved 1048576K

設(shè)置JVM參數(shù)為-verbose:gc -XX:+PrintGCDetails,使得控制臺能夠顯示GC相關(guān)的日志信息，執(zhí)行上面代碼，下面是其中一次執(zhí)行的結(jié)果。

jstate -gc -t 4235 1s

5.JVM參數(shù)選項

下面只列舉其中的幾個常用和容易掌握的配置選項

-Xms	初始堆大小。如：-Xms256m
-Xmx	最大堆大小。如：-Xmx512m
-Xmn	新生代大小。通常為Xmx的1/3 或1/4。新生代 = Eden + 2個Survivor空間。實際可用空間為 = Eden + 1 個Survivor，即90%
-Xss	JDK1.5+每個線程堆棧大小為1M,一般來說如果棧不是很深的話，1M是絕對夠用了的。
-XX:NewRatio	新生代與老年代的比例，如–XX:NewRatio=2，則新生代占整個堆空間的1/3，老年代占2/3
-XX:SurvivorRatio	新生代中Eden與Survivor 的比值。默認值為8。即 Eden占新生代空間的8/10，另外兩個 Survivor 各占 1/10
-XX:PermSize	永久代（方法區(qū)）的初始大小
-XX:MaxPermSize	永久代（方法區(qū)）的最大值
-XX:+PrintGCDetails	打印GC信息
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError	讓虛擬機在發(fā)生內(nèi)存溢出時Dump出當前的內(nèi)存堆轉(zhuǎn)儲快照，以便分析用。

-XX:Newratio: 設(shè)置Old和Yong的比例，比如值為2，則Old Generation是 Yong Generation的2倍，即Yong Generation占據(jù)內(nèi)存的1/3
-XX:Newsize : 設(shè)置Yong Generation的初始值大小
-XX:Maxnewsize：設(shè)置Yong Generation的最大值大小
-XX:Surviorratio : 設(shè)置Eden和一個Suivior的比例，比如值為5，即Eden是To(S2)的比例是5，（From和To是一樣大的），此時Eden占據(jù)Yong Generation的5/7

一般情況下，不允許-XX:Newratio值小于1，即Old要比Yong大。

6.元空間

元空間的本質(zhì)和永久代類似，都是對JVM規(guī)范中方法區(qū)的實現(xiàn)。不過元空間與永久代之間最大的區(qū)別在于：元空間并不在虛擬機中，而是使用本地內(nèi)存。因此，默認情況下，元空間的大小受本地內(nèi)存限制。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的4、JVM垃圾回收机制、新生代的GC、GC（Minor GC、FullGC）、GC日志、JVM参数选项、元空间（笔记）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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