JVM学习--堆内存分析

JVM学习--堆内存分析

本章学习堆内存模型、对象分配和对象生命周期原理。部分内容参考Oracle官网以及咕泡学院教材。分析版本为jdk1.8。

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目录

• JVM学习--堆内存分析
  • 对象创建
  • 分代区域--Young Gen
    • Eden
    • Survivor
  • 分代区域--Old Gen
  • 对象生命周期图解
    • java对象生命周期（出生）
    • java对象生命周期（消亡）
  • 常见问题

对象创建

public static void main(String[] args) {
    Object o = new Object();
}

在java中，一个对象的创建会在java堆中分配一块内存空间。而在java堆中，并不是简单的直接将所有对象都放在一起，而是将java堆划分成了两块区域。一块是年轻代（Young Gen）、一块是老年代（Old Gen）。接下来分别介绍相应分代策略。

分代区域--Young Gen

年轻代（Young Gen），顾名思义，在这块区域中的对象属于新生对象，新生的定义为经过多轮gc之前的对象（在jvm中可以通过XX:MaxTenuringThreshold参数配置，默认15）。区分出年轻代的意义在于，在程序中，大多数的对象都是朝生夕死的，而在垃圾回收的时候，将这部分朝生夕死的对象与其他区分开，以提高垃圾回收的效率。但是又会产生内存空间不连续的问题（后面会提到产生的原因），因此实际在年轻代中，又将通过划分出Eden、Survivor来解决内存空间不连续的问题。

Eden

新生的对象都会被分配在Eden，大对象除外（对象占用的内存大小以及超过Eden所能容纳的大小）。

Survivor

Eden中的对象经过gc后存放在survivor区。survivor分为两个部分，同一时间，其中一个区域为空。

为空的原因是因为在年轻代中采用的复制算法（垃圾回收算法）会将survivor区中的从s0复制到s1，然后清除s0中的垃圾对象以达到整理对象内存空间，解决内存空间不连续的问题。

经过多轮回收后依然存活的对象，进入老年代（Old Gen）中。

Eden与survivor的区域比例可以通过-XX:SurvivorRatio参数配置，默认Eden:survivor比例为（8:2）

分代区域--Old Gen

老年代（Old Gen），顾名思义，在这块区域中的对象属于老对象，老的定义为经过多轮gc后依然存活的对象（大对象除外）。老年代与年轻代的比例可以通过-XX:NewRatio参数配置，默认Young:Old比例为（1:4）。

对象生命周期图解

java对象生命周期（出生）

java对象生命周期（消亡）

常见问题

• 如何理解Minor/Major/Full GC

  Minor GC：新生代GC

  Major GC：老年代GC

  Full GC：Minor + Major GC

• 为什么需要Survivor区?只有Eden不行吗？

  如果没有Survivor,Eden区每进行一次Minor GC ,并且没有年龄限制的话， 存活的对象就会被送到老年代。
  这样一来，老年代很快被填满,触发Major GC(因为Major GC一般伴随着Minor GC,也可以看做触发了Full GC)。
  老年代的内存空间远大于新生代,进行一次Full GC消耗的时间比Minor GC长得多。
  执行时间长有什么坏处?频发的Full GC消耗的时间很长,会影响大型程序的执行和响应速度。
  可能你会说，那就对老年代的空间进行增加或者较少咯。
  假如增加老年代空间，更多存活对象才能填满老年代。虽然降低Full GC频率，但是随着老年代空间加大,一旦发生Full
  GC,执行所需要的时间更长。
  假如减少老年代空间，虽然Full GC所需时间减少，但是老年代很快被存活对象填满,Full GC频率增加。
  所以Survivor的存在意义,就是减少被送到老年代的对象,进而减少Full GC的发生,Survivor的预筛选保证,只有经历16
  次Minor GC还能在新生代中存活的对象,才会被送到老年代。

• 为什么需要两个Survivor区？

  最大的好处就是解决了碎片化。也就是说为什么一个Survivor区不行?第一部分中,我们知道了必须设置Survivor区。假设
  现在只有一个Survivor区,我们来模拟一下流程:
  刚刚新建的对象在Eden中,一旦Eden满了,触发一次Minor GC,Eden中的存活对象就会被移动到Survivor区。这样继续循
  环下去,下一次Eden满了的时候,问题来了,此时进行Minor GC,Eden和Survivor各有一些存活对象,如果此时把Eden区的
  存活对象硬放到Survivor区,很明显这两部分对象所占有的内存是不连续的,也就导致了内存碎片化。
  永远有一个Survivor space是空的,另一个非空的Survivor space无碎片。

• 新生代中Eden:S1:S2为什么是8:1:1？

  新生代中的可用内存：复制算法用来担保的内存为9：1
  可用内存中Eden：S1区为8：1
  即新生代中Eden:S1:S2 = 8：1：1

-- 摘要自咕泡学院教材