JVM系列:(3)GC策略&内存申请与对象衰老
本文主要讲解JVM中垃圾回收（GC）机制，包括YGC和FGC概念、触发条件、触发过程。
GC机制
JVM里的GC(Garbage Collection)的算法有很多种，如标记清除收集算法，压缩收集算法，分代收集算法等。
现在比较常用的是分代收集（generational collection,也是SUN JVM使用的,J2SE1.2之后引入），即将内存分为几个区域， 将不同生命周期的对象放在不同区域里:young generation，tenured generation和permanet generation。
绝大部分的object被分配在young generation(生命周期短)，并且大部分的object在这里消亡。 当young generation满了之后，将引发 minor collection(YGC)。 在minor collection后存活的object会被移动到tenured generation(生命周期比较长)。 最后，tenured generation满之后触发major collection。major collection（Full GC）会触发整个heap的回收，包括回收 young generation。 permanet generation区域（也称为非堆区域）比较稳定，主要存放classloader信息。
young generation 由eden、2个survivor 区域组成。其中一个survivor区域一直是空的，是eden区域和另一个survivor区域在下一次copy collection后活着的object的目的地。object在survivo区域被复制,直到转移到tenured区。
我们要尽量减少 Full gc 的次数。tenured generation 一般比较大,收集的时间较长, 频繁的FGC(Full gc)会导致应用的性能受到严重的影响。
堆内存GC
JVM(采用分代回收的策略)，用较高的频率对年轻的对象(young generation)进行YGC，而对老对象(tenured generation)满了后才进行FGC。这样就不需要每次GC都将内存中所有对象都检查一遍。
非堆内存不GC
GC不会在主程序运行期对PermGen Space进行清理，所以如果应用中有很多CLASS(特别是动态生成类，PermGen Space存放的内容不仅限于类),就很可能出现PermGen Space错误。
内存申请、对象衰老过程
一、内存申请过程
- JVM会试图为相关Java对象在Eden中初始化一块内存区域；
- 当Eden空间足够时，内存申请结束。否则到下一步；
- JVM试图释放在Eden中所有不活跃的对象（YGC），释放后若Eden空间仍然不足以放入新对象，则试图将部分Eden中活跃对象放入Survivor区；
- Survivor区被用来作为Eden及tenured的中间交换区域，当tenured区空间足够时，Survivor区的对象会被移到tenured区，否则会被保留在Survivor区；
- 当tenured区空间不够时，JVM会在tenured区进行major collection（FGC）；
- 完全垃圾收集后，若Survivor及tenured区仍然无法存放从Eden复制过来的部分对象，导致JVM无法为新对象创建内存区域，则出现"Out of memory错误"；
二、对象衰老过程
新创建的对象的内存都分配自eden。YGC的过程就是将eden和在survivor space中的活对象copy到空闲survivor space中。
对象在young generation里经历了一定次数(可以通过参数配置)的YGC后，就会被移到tenured generation中，称为tenuring。
GC触发条件
| GC类型 | 触发条件 | 触发时发生了什么 | 注意 | 查看方式 |
|---|---|---|---|---|
| YGC | eden空间不足 | 1.清空Eden+from survivor中所有未引用的对象占用的内存;将eden+from survivor(S0)中所有存活的对象copy到to survivor(S1)中; 2.一些对象将晋升到tenured中:to survivor放不下的,存活次数超过turning threshold中的; 3.重新计算tenuring threshold(serial parallel GC会触发此项)重新调整Eden 和from的大小(parallel GC会触发此项) |
全过程暂停应用,是否为多线程处理由具体的GC决定 | jstat –gcutil gc log |
| FGC | 1.tenured空间不足; 2.PermGen空间不足 3.显示调用System.GC 4.RMI等定时触发 5.YGC时的悲观策略 6.dump live的内存信息时(jmap –dump:live) |
1.清空堆中未引用的对象 2.清空PermGen中已经被卸载的classloader中加载的class信息 3.如配置了CollectGenOFirst,则先触发YGC(针对serial GC),如配置了ScavengeBeforeFullGC,则先触发YGC(针对serial GC) |
全过程暂停应用,是否为多线程处理由具体的GC决定 是否压缩需要看配置的具体GC | jstat –gcutil gc log |
注意： permanent generation空间不足会引发Full GC,仍然不够会引发PermGen Space错误。
对象进程查看方式为
jstat –gc 进程ID 间隔时间
参考
- java程序启动参数设置优化_分代收集算法. https://blog.csdn.net/qq_27384769/article/details/79477789