java 堆/Heap和垃圾回收

约定不等于承诺〃 2021-09-10 11:00 208阅读 0赞

1、**堆(heap) 基本概念：**

JVM管理的内存叫堆(heap)；在32Bit操作系统上有4G的限制，一般来说Windows下为2G，而Linux下为3G；64Bit的就没有这个限制。

JVM初始分配的内存由-Xms指定，默认是物理内存的1/64但小于1G。  
JVM最大分配的内存由-Xmx指定，默认是物理内存的1/4但小于1G。  
默认空余堆内存小于40%时，JVM就会增大堆直到-Xmx的最大限制，可以由-XX:MinHeapFreeRatio=指定。   
默认空余堆内存大于70%时，JVM会减少堆直到-Xms的最小限制，可以由-XX:MaxHeapFreeRatio=指定。

服务器一般设置-Xms、-Xmx相等以避免在每次GC后调整堆的大小，所以上面的两个参数没啥用。

2、**分代/堆模型：**

分代是Java垃圾收集的一大亮点，根据对象的生命周期长短，把堆分为3个代：Young，Old和Permanent，根据不同代的特点采用不同的收集算法，可以扬长避短。可参考如下的模型图：

![Center][]

### Young(Nursery)：年轻代 ###

研究表明大部分对象都是朝生暮死，随生随灭的。所以对于年轻代在GC时都采取复制收集算法，具体算法参考下面的描述；  
Young的默认值为4M，随堆内存增大，约为1/15，JVM会根据情况动态管理其大小变化。  
Young里面又分为3个区域，一个Eden，所有新建对象都会存在于该区，两个Survivor区，用来实施复制算法。  
\-XX:NewRatio= 参数可以设置Young与Old的大小比例，-server时默认为1:2，但实际上young启动时远低于这个比率？如果信不过JVM，也可以用-Xmn硬性规定其大小，有文档推荐设为Heap总大小的1/4。  
\-XX:SurvivorRatio= 参数可以设置Eden与Survivor的比例，默认为32。Survivio大了会浪费，小了的话，会使一些年轻对象潜逃到老人区，引起老人区的不安，但这个参数对性能并不太重要。

### Old(Tenured)：年老代 ###

年轻代的对象如果能够挺过数次收集，就会进入老人区。老人区使用标记整理算法。因为老人区的对象都没那么容易死的，采用复制算法就要反复的复制对象，很不合算，只好采用标记清理算法，但标记清理算法其实也不轻松，每次都要遍历区域内所有对象，所以还是没有免费的午餐啊。  
\-XX:MaxTenuringThreshold= 设置熬过年轻代多少次收集后移入老人区，CMS中默认为0，熬过第一次GC就转入，可以用-XX:+PrintTenuringDistribution查看。

### Permanent：持久代 ###

装载Class信息等基础数据，默认64M，如果是类很多很多的服务程序，需要加大其设置-XX:MaxPermSize=，否则它满了之后会引起fullgc()或Out of Memory。 注意Spring，Hibernate这类喜欢AOP动态生成类的框架需要更多的持久代内存。一般情况下，持久代是不会进行GC的，除非通过-XX:+CMSClassUnloadingEnabled -XX:+CMSPermGenSweepingEnabled进行强制设置。

Permanent Generation，主要用来放JVM自己的反射对象，比如类对象和方法对象等。关于这个区，它还提供**String pool**，看下面的例子：

**\[java\]**  [view plain][] [copy][view plain]

1.  String first = "abc";   
2.  String second = **new** String ("abc");

第一个对象存贮在 Permanent Generation ，而第二个对象存储在Heap里面。所以：

**\[java\]**  [view plain][] [copy][view plain]

1.  String s = "abc";  
2.  String p = "abc";

对象s和p指向同一个对象，这样效率大大提高。

3、**GC的类型：**

当每个代满了之后都会自动促发collection，各收集器触发的条件不一样，当然也可以通过一些参数进行强制设定。主要分为两种类型：

*  Minor Collection：GC用较高的频率对young进行扫描和回收，采用复制算法。
 *  Major Collection：同时对Young和Old进行内存收集，也叫Full GC；因为成本关系对Old的检查回收频率要比Young低很多，采用标记清除/标记整理算法。可以通过调用代码System.gc()引发major collection，使用-XX:+DisableExplicitGC禁止它，或设为CMS并发-XX:+ExplicitGCInvokesConcurrent。

更为具体的阐述如下：  
由于年轻代进进出出的人多而频繁，所以年轻代的GC也就频繁一点，但涉及范围也就年轻代这点弹丸之地内的对象，其特点就是少量，多次，但快速，称之为Minor Collection。当年轻代的内存使用达到一定的阀值时，Minor Collection就被触发，Eden及某一Survior space（from space）之内存活的的对象被移到另一个空的Survior space（to space）中，然后from space和to space角色对调。当一个对象在两个survivor space之间移动过一定次数（达到预设的阀值）时，它就足够old了，够资格呆在年老代了。当然，如果survivor space比较小不足以容下所有live objects时，部分live objects也会直接晋升到年老代。  
Survior spaces可以看作是Eden和年老代之间的缓冲，通过该缓冲可以检验一个对象生命周期是否足够的长，因为某些对象虽然逃过了一次Minor Collection，并不能说明其生命周期足够长，说不定在下一次Minor Collection之前就挂了。这样一定程度上确保了进入年老代的对象是货真价实的，减少了年老代空间使用的增长速度，也就降低年老代GC的频率。  
当年老代或者永久代的内存使用达到一定阀值时，一次基于所有代的GC就触发了，其特定是涉及范围广（量大），耗费的时间相对较长（较慢），但是频率比较低（次数少），称之为Major Collection(Full Collection)。通常，首先使用针对年轻代的GC算法进行年轻代的GC，然后使用针对年老代的GC算法对年老代和永久代进行GC。

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[view plain]: http://blog.csdn.net/autofei/article/details/7456213#