JVM02-内存分配与回收策略

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上一篇笔记记录了JVM运行时的内存区以及每块区域可能产生的异常,并且分析了异常的可能原因和解决办法。这一篇继续来学习《深入理解Java虚拟机》,并开始做笔记吧~

内存分配与回收策略

一些小概念

新生代的三个空间

上一篇有讲到JVM堆内存有新生代和老年代的概念。只是粗略的说了一下,新生代空间存储了一些新创建的对象,老年代则存储了一些“年龄”较大的对象和大对象。

其实新生代细分还可以分为三个空间:Eden space,From survivor space,To survivor space。

  • Eden space: eden直译为”伊甸园“,对象被创建后首先是放在这个区。如果进行gc回收后,不能被回收的对象就放到survivor space.
  • survivor space:survivor直译为“幸存者”,它分为from和to,两者的空间大小是同样大的。

为什么要有两个survivor space呢?

因为采用的垃圾收集算法是“标记-清除”算法。分为两块一模一样大小的区域(from && to),当Eden space执行gc回收时,如果对象不能被回收,则会被放到一个空的survivor,另一个survivor不能被回收的对象也会放到这个survivor。然后两个survivor互相标记、清除、互换,始终保持有一个survivor是为空的。

Minor gc/Full gc

Minor gc

Minor gc又名新生代gc,顾名思义,它就是指发生在新生代的垃圾收集。新生代gc是非常频繁的,回收速度也比较快。

Full gc/Major gc

老年代gc,它的回收速度比较慢,大概比新生代gc慢十倍以上

对象分配原则

1.对象优先分配在Eden区域

在大多数情况下,对象是优先在Eden区分配,当该区没有足够的空间进行分配时,虚拟机就会发起一次Minor gc。

2.大对象直接进入到老年代

大对象就是指那些需要大量连续内存空间的Java对象,比如长字符串,臃肿的集合对象等。经常出现大对象容易导致内存还有不少空间时就提前触发垃圾收集以获取足够的连续空间来“安置”它们。

可以使用-XX:PretenureSizeThreshold参数,来使大于这个设置值的对象直接再老年代分配。目的:避免在Eden区及两个Survivor区之间发生大量的内存复制。

-XX:PretenureSizeThreshold=3145728

3.长期存活的对象(年龄大的)也进入老年代

虚拟机对每个对象都有一个age计数器,规则如下:

在Eden space经过第一次Minor gc仍然还存活并且内存大小能被survivor space接纳的话,就会被移动到Survivor space中,并且对象年龄为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,可以通过参数设置),就将会被晋升到老年代中。

年龄阈值参数设置-XX:MaxTenuringThreshold

4.对象年龄动态判断

其实JVM并不是永远地要求对象的年龄达到了某一个阀值才能晋升老年代.它还能对对象年龄动态的判定,规则如下:

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,年龄大于或等于该年龄的对象就可以直接进入老年代,无须等到MaxTenuringThreshold中要求的年龄。

5.分配担保策略(这里我就直接把书上的ctrl+c过来了,我觉得都是重点。)

在发生Minor GC之前,虚拟机会先检查老年代最大可用的连续空间是否大于新生代所有对象总空间,如果这个条件成立,那么Minor GC可以确保是安全的。如果不成立,则虚拟机会查看HandlePromotionFailure设置值是否允许担保失败。如果允许,那么会继续检查老年代最大可用的连续空间是否大于历次晋升到老年代对象的平均大小,如果大于,将尝试着进行一次Minor GC,尽管这次Minor GC是有风险的;如果小于,或者HandlePromotionFailure设置不允许冒险,那这时也要改为进行一次Full GC。

下面解释一下“冒险”是冒了什么风险,前面提到过,新生代使用复制收集算法,但为了内存利用率,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(最极端的情况就是内存回收后新生代中所有对象都存活),就需要老年代进行分配担保,把Survivor无法容纳的对象直接进入老年代。与生活中的贷款担保类似,老年代要进行这样的担保,前提是老年代本身还有容纳这些对象的剩余空间,一共有多少对象会活下来在实际完成内存回收之前是无法明确知道的,所以只好取之前每一次回收晋升到老年代对象容量的平均大小值作为经验值,与老年代的剩余空间进行比较,决定是否进行Full GC来让老年代腾出更多空间。

取平均值进行比较其实仍然是一种动态概率的手段,也就是说,如果某次Minor GC存活后的对象突增,远远高于平均值的话,依然会导致担保失败(Handle Promotion Failure)。如果出现了HandlePromotionFailure失败,那就只好在失败后重新发起一次Full GC。虽然担保失败时绕的圈子是最大的,但大部分情况下都还是会将HandlePromotionFailure开关打开,避免Full GC过于频繁。

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