? ? 最近做一個ETL的項目模塊，經常由于查詢數據量比較大用消息中間件MQ時引起了內存溢出的報錯。做完后沒事研究了一下JVM和垃圾回收的相關知識點。

一：垃圾回收機制的意義

java ?語言中一個顯著的特點就是引入了java回收機制，是c++程序員最頭疼的內存管理的問題迎刃而解，它使得java程序員在編寫程序的時候不在考慮內存管理。由于有個垃圾回收機制，java中的額對象不在有“作用域”的概念，只有對象的引用才有“作用域”。垃圾回收可以有效的防止內存泄露，有效的使用空閑的內存；

說到這，不得不提起內存泄漏（memory leak）和內存溢出（out of memory）

內存泄漏：是指程序在申請內存后，無法釋放已申請的內存空間，一次內存泄漏似乎不會有大的影響，但內存泄漏堆積后的后果就是內存溢出。

內存溢出：指程序申請內存時，沒有足夠的內存供申請者使用，或者說，給了你一塊存儲int類型數據的存儲空間，但是你卻存儲long類型的數據，那么結果就是內存不夠用，此時就會報錯OOM,即所謂的內存溢出。?

通俗的說就是停車場（堆）保安（gc）讓很久不用的廢棄車子(無用的對象)從車位上挪走，但是這個車子又沒辦法挪走。這就是內存泄漏。停車場所有的車位都有車子占用了，再來車子沒地了，或者說給你一個小汽車的停車位（int），你非要停一輛高鐵(Long)，這就是內存溢出。

內存泄露量大到一定程度會導致內存溢出。但是內存溢出不一定是內存泄露引起的。

內存泄漏的分類（按發生方式來分類）

常發性內存泄漏。發生內存泄漏的代碼會被多次執行到，每次被執行的時候都會導致一塊內存泄漏。

偶發性內存泄漏。發生內存泄漏的代碼只有在某些特定環境或操作過程下才會發生。常發性和偶發性是相對的。對于特定的環境，偶發性的也許就變成了常發性的。所以測試環境和測試方法對檢測內存泄漏至關重要。

一次性內存泄漏。發生內存泄漏的代碼只會被執行一次，或者由于算法上的缺陷，導致總會有一塊僅且一塊內存發生泄漏。比如，在類的構造函數中分配內存，在析構函數中卻沒有釋放該內存，所以內存泄漏只會發生一次。

隱式內存泄漏。程序在運行過程中不停的分配內存，但是直到結束的時候才釋放內存。嚴格的說這里并沒有發生內存泄漏，因為最終程序釋放了所有申請的內存。但是對于一個服務器程序，需要運行幾天，幾周甚至幾個月，不及時釋放內存也可能導致最終耗盡系統的所有內存。所以，我們稱這類內存泄漏為隱式內存泄漏

內存溢出原因：?
1.內存中加載的數據量過于龐大，如一次從數據庫取出過多數據；?
2.集合類中有對對象的引用，使用完后未清空，使得JVM不能回收；?
3.代碼中存在死循環或循環產生過多重復的對象實體；?
4.使用的第三方軟件中的BUG；?
5.啟動參數內存值設定的過小

內存溢出的解決方案：?

第一步，修改JVM啟動參數，直接增加內存。(-Xms，-Xmx參數一定不要忘記加。)

第二步，檢查錯誤日志，查看“OutOfMemory”錯誤前是否有其 它異常或錯誤。

第三步，對代碼進行走查和分析，找出可能發生內存溢出的位置。

二：垃圾回收策略

分代的垃圾回收策略，是基于這樣一個事實：不同的對象的生命周期是不一樣的。因此，不同生命周期的對象可以采取不同的回收算法，以便提高回收效率。

年輕代（Young Generation）

1.所有新生成的對象首先都是放在年輕代的。年輕代的目標就是盡可能快速的收集掉那些生命周期短的對象。

2.新生代內存按照8:1:1的比例分為一個eden區和兩個survivor(survivor0,survivor1)區。一個Eden區，兩個 Survivor區(一般而言)。大部分對象在Eden區中生成。回收時先將eden區存活對象復制到一個survivor0區，然后清空eden區，當這個survivor0區也存放滿了時，則將eden區和survivor0區存活對象復制到另一個survivor1區，然后清空eden和這個survivor0區，此時survivor0區是空的，然后將survivor0區和survivor1區交換，即保持survivor1區為空，?如此往復。

3.當survivor1區不足以存放 eden和survivor0的存活對象時，就將存活對象直接存放到老年代。若是老年代也滿了就會觸發一次Full GC，也就是新生代、老年代都進行回收

4.新生代發生的GC也叫做Minor GC，MinorGC發生頻率比較高(不一定等Eden區滿了才觸發)

年老代（Old Generation）

1.在年輕代中經歷了N次垃圾回收后仍然存活的對象，就會被放到年老代中。因此，可以認為年老代中存放的都是一些生命周期較長的對象。

2.內存比新生代也大很多(大概比例是1:2)，當老年代內存滿時觸發Major GC即Full GC，Full GC發生頻率比較低，老年代對象存活時間比較長，存活率標記高。

持久代（Permanent Generation）

用于存放靜態文件，如Java類、方法等。持久代對垃圾回收沒有顯著影響，但是有些應用可能動態生成或者調用一些class，例如Hibernate 等，在這種時候需要設置一個比較大的持久代空間來存放這些運行過程中新增的類。

說到持久代，也稱永久代，不得不說一句，在jdk新版本中，已經沒有了永久代這個區域。

三.GC（垃圾收集器）

新生代收集器使用的收集器：Serial、PraNew、Parallel Scavenge

老年代收集器使用的收集器：Serial Old、Parallel Old、CMS

Serial收集器（復制算法)

新生代單線程收集器，標記和清理都是單線程，優點是簡單高效。

Serial Old收集器(標記-整理算法)

老年代單線程收集器，Serial收集器的老年代版本。

ParNew收集器(停止-復制算法)　

新生代收集器，可以認為是Serial收集器的多線程版本,在多核CPU環境下有著比Serial更好的表現。

Parallel?Scavenge收集器(停止-復制算法)

并行收集器，追求高吞吐量，高效利用CPU。吞吐量一般為99%，?吞吐量=?用戶線程時間/(用戶線程時間+GC線程時間)。適合后臺應用等對交互相應要求不高的場景。

Parallel?Old收集器(停止-復制算法)

Parallel?Scavenge收集器的老年代版本，并行收集器，吞吐量優先

CMS(Concurrent?Mark?Sweep)收集器（標記-清理算法）

高并發、低停頓，追求最短GC回收停頓時間，cpu占用比較高，響應時間快，停頓時間短，多核cpu?追求高響應時間的選擇

四：GC的執行機制

由于對象進行了分代處理，因此垃圾回收區域、時間也不一樣。GC有兩種類型：Scavenge GC和Full GC。

Scavenge GC

一般情況下，當新對象生成，并且在Eden申請空間失敗時，就會觸發Scavenge GC，對Eden區域進行GC，清除非存活對象，并且把尚且存活的對象移動到Survivor區。然后整理Survivor的兩個區。這種方式的GC是對年輕代的Eden區進行，不會影響到年老代。因為大部分對象都是從Eden區開始的，同時Eden區不會分配的很大，所以Eden區的GC會頻繁進行。因而，一般在這里需要使用速度快、效率高的算法，使Eden去能盡快空閑出來。

Full GC

對整個堆進行整理，包括Young、Tenured和Perm。Full GC因為需要對整個堆進行回收，所以比Scavenge GC要慢，因此應該盡可能減少Full GC的次數。在對JVM調優的過程中，很大一部分工作就是對于FullGC的調節。有如下原因可能導致Full GC：

1.年老代（Tenured）被寫滿

2.持久代（Perm）被寫滿

3.System.gc()被顯示調用

4.上一次GC之后Heap的各域分配策略動態變化

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java 垃圾回收机制原理的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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