JVM GC原理

了解JVM GC原理非常重要，对于系统调优非常有用。如果一个系统频繁发生FULL GC，那么会造成系统响应卡顿，更严重的时候会导致系统崩溃。

JVM的内存空间

JVM的内存空间，从大的层面上来分析包含：新生代空间(Young)和老年代空间（Old）。新生代空间（Young）又被分为2个部分（Eden区域、Survivous区域）和3个板块（1个Eden区域和2个Survivous区域）

下边来看下具体每部分都是用来干什么的。

1）Eden(伊甸园)区域：用来存放使用new或者newInstance等方式创建的对象，默认这些对象都是存放在Eden区，除非这个对象太大，或者超出了设定的阈值-XX:PretenureSizeThresold，这样的对象会被直接分配到Old区域。

2）2个Survivous(幸存)区域：一般称为S0，S1，理论上他们一样大。

下边将会讲解它们如何工作的。

第一次GC：

在不断创建对象的过程中，当Eden区域被占满，此时会开始做Young GC也叫Minor GC

1）第一次GC时Survivous中S0区和S1区都为空，将其中一个作为To Survivous(用来存储Eden区域执行GC后不能被回收的对象)。比如：将S0作为To Survivous，则S1为From Survivous。

2）将Eden区域经过GC不能被回收的对象存储到To Survivous（S0）区域（此时Eden区域的内存会在垃圾回收的过程中全部释放），但如果To Survivous（S0）被占满了，Eden中剩下不能被回收对象只能存放到Old区域。

3）将Eden区域空间清空，此时From Survivous区域（S1）也是空的。

4）S0与S1互相切换标签，S0为From Survivous，S1为To Survivous。

 

第二次GC：

当第二次Eden区域被占满时，此时开始做GC

1）将Eden和From Survivous(S0)中经过GC未被回收的对象迁移到To Survivous(S1)，如果To Survious(S1)区放不下，将剩下的不能回收对象放入Old区域；

2）将Eden区域空间和From Survivous（S0）区域空间清空；

3）S0与S1互相切换标签，S0为To Survivous，S1为From Survivous。

 

第三次，第四次一次类推，始终保证S0和S1有一个空的，用来存储临时对象，用于交换空间的目的。反反复复多次没有被淘汰的对象，将会被放入Old区域中，默认15次（由参数--XX:MaxTenuringThreshold=15 决定）。

GC中相关问题

问题1：怎么定义活着的对象？

从根引用开始，对象的内部属性可能也是引用，只要能级联到的都被认为是活着的对象。

问题2：什么是根？

本地变量引用，操作数栈引用，PC寄存器，本地方法栈引用等这些都是根。

问题3：对象进入Old区域有什么坏处？

Old区域一般称为老年代，老年代与新生代不一样。新生代，我们可以认为存活下来的对象很少，而老年代则相反，存活下来的对象很多，所以JVM的堆内存，才是我们通常关注的主战场，因为这里面活着的对象非常多，所以发生一次FULL GC，来找出来所有存活的对象是非常耗时的，因此，我们应该避免FULL GC的发生。

问题4：S0和S1一般多大，靠什么参数来控制，有什么变化？

一般来说很小，我们大概知道它与Young差不多相差一倍的比例，设置的参数主要有两个：

-XX:SurvivorRatio=8
-XX:InitialSurvivorRatio=8

第一个参数（-XX:SurvivorRatio）是Eden和Survivous区域比重（注意Survivous一般包含两个区域S0和S1，这里是一个Survivous的大小）。如果将-XX:SurvivorRatio=8设置为8，则说明Eden区域是一个Survivous区的8倍，换句话说S0或S1空间是整个Young空间的1/10，剩余的8/10由Eden区域来使用。

第二个参数（-XX:InitialSurvivorRatio）是Young/S0的比值，当其设置为8时，表示S0或S1占整个Young空间的1/8（或12.5%）。

问题5：一个对象每次Minor GC时，活着的对象都会在S0和S1区域转移，讲过MInor GC多少次后，会进入Old区域呢？

默认是15次，参数设置

--XX:MaxTenuringThreshold=15

，计数器会在对象的头部记录它的交换次数。

问题6：为什么发生FULL GC会带来很大的危害？

在发生FULL GC的时候，意味着JVM会安全的暂停所有正在执行的线程（Stop The World），来回收内存空间，在这个时间内，所有除了回收垃圾的线程外，其他有关JAVA的程序，代码都会静止，反映到系统上，就会出现系统响应大幅度变慢，卡机等状态。

 

参考：《透视JVM之垃圾回收》