對(duì)象內(nèi)存分配與回收策略

對(duì)象的內(nèi)存分配，往大方向講，就是在堆上分配〔但也可能經(jīng)過(guò)JIT編譯后被拆散為標(biāo)量類(lèi)型并間接地棧上分配），對(duì)象主要分配在新生代的Eden區(qū)上，如果啟動(dòng)了本地線(xiàn)程分配緩沖，將按線(xiàn)程優(yōu)先在TLAB上分配。少數(shù)情況下也可能會(huì)直接分配在老年代中。

對(duì)象優(yōu)先分配在Eden區(qū)，當(dāng)Eden區(qū)可用空間不夠時(shí)會(huì)進(jìn)行MinorGC

大對(duì)象直接進(jìn)入老年代：大對(duì)象即需要大量連續(xù)內(nèi)存空間的對(duì)象（例如很長(zhǎng)的字符串及數(shù)組）。虛擬機(jī)提供了一個(gè)-XX:PretenureSizeThreshoId參數(shù)，令大于這個(gè)設(shè)置值的對(duì)象直接在老年代分配，這樣做的目的是避免在Eden區(qū)及兩個(gè)區(qū)之間發(fā)生大量的內(nèi)存復(fù)制。注意PretenureSizeThreshoId參數(shù)只對(duì)Serial和ParNew兩款收集器有效。

長(zhǎng)期存活的對(duì)象將進(jìn)入老年代：虛擬機(jī)給每個(gè)對(duì)象定義了一個(gè)對(duì)象年齡（Age）計(jì)數(shù)器（存在于對(duì)象頭中）。如果對(duì)象在Eden出生并經(jīng)過(guò)第一次MinorGC后仍然存活，并且能被Survivor容納的話(huà)，將被移動(dòng)到Survwor空間中，并且對(duì)象年齡設(shè)為1。對(duì)象在Survivor區(qū)中每“熬過(guò)”一次MinorGC，年齡就增加1歲，當(dāng)它的年齡增加到一定程度（默認(rèn)為15歲），就將會(huì)被晉升到老年代中。對(duì)象晉升老年代的年齡閾值，可以通過(guò)參數(shù)-XX:MaxTenuringThreshoId設(shè)置。

動(dòng)態(tài)年齡判斷：為了能更好地適應(yīng)不同程序的內(nèi)存狀況，虛擬機(jī)并不是永遠(yuǎn)地要求對(duì)象的年齡必須達(dá)到了MaxTenuringThreshold才能晉升老年代，如果在Survivor空間中相同年齡所有對(duì)象大小的總和大于Survivor空間的一半，年齡大于或等于該年齡的對(duì)象就可以直接進(jìn)人老年代，無(wú)須等到MaxTenuringThreshoId中要求的年齡。

空間分配擔(dān)保：在發(fā)生Minor GC之前，虛擬機(jī)會(huì)先檢查Survivor空間是否夠用，如果夠用則直接進(jìn)行Minor GC。否則進(jìn)行檢查老年代最大連續(xù)可用空間是否大于新生代的總和，假如大于，那么這個(gè)時(shí)候發(fā)生Minor GC是安全的。假如不大于，那么需要判斷HandlePromotionFailure設(shè)置是否允許擔(dān)保失敗。假如允許，則繼續(xù)判定老年代最大可用的連續(xù)空間是否大于平均晉升到老年代對(duì)象的平均值，如果大于，這個(gè)時(shí)候可以發(fā)生Minor GC ，如果小于或者設(shè)置HandlePromotionFailure不允許擔(dān)保失敗，則需要做一次Full GC。通常會(huì)把HandlePromotionFailure開(kāi)關(guān)打開(kāi)，以減少Full GC。

對(duì)象何時(shí)進(jìn)入新生代、老年代

新分配的對(duì)象一般是直接進(jìn)入新生代的。但是如果出現(xiàn)以下的情況，會(huì)讓對(duì)象進(jìn)入老年代。

• 1.新分配的對(duì)象占用空間大于-XX:PretenureSizeThreshold時(shí)直接分配到老年代
• 2.MinorGC的時(shí)候，Survivor中的內(nèi)存不足了，允許分配擔(dān)保時(shí)會(huì)進(jìn)入老年代。
• 3.MinorGC的時(shí)候，對(duì)象的年齡大于-XX:MaxTenuringThreshold（默認(rèn)為15）時(shí)，進(jìn)入老年代。對(duì)象年齡存在于對(duì)象頭中，占4bit。
• 4.當(dāng)進(jìn)行MinorGC的時(shí)候，如果在Survivor空間中相同年齡所有對(duì)象大小的總和大于Survivor空間的一半，年齡大于或等于該年齡的對(duì)象就可以直接進(jìn)人老年代。

三種GC介紹

MinorGC

從年輕代空間（包括 Eden 和 Survivor 區(qū)域）回收內(nèi)存被稱(chēng)為 Minor GC，也叫Young GC。因?yàn)镴ava對(duì)象大多具備朝生夕死的特征，所以MinorGC非常頻繁，一般回收速度也比較快。一般采用復(fù)制算法。

Minor GC觸發(fā)條件

• Eden區(qū)域滿(mǎn)了
• 新生對(duì)象需要分配到新生代的Eden，當(dāng)Eden區(qū)的內(nèi)存不夠時(shí)需要進(jìn)行MinorGC

Major GC/Full GC：

MajorGC：是清理老年代，Major GC發(fā)生過(guò)程常常伴隨一次Minor

FullGC：Full GC可以看做是Major GC+Minor GC共同進(jìn)行的一整個(gè)過(guò)程，是清理整個(gè)堆空間（包括年輕代和老年代，這里不包含永久代，因?yàn)橛谰么贘DK7之前包含方法區(qū)，是一塊與堆分離的區(qū)域；JDK7將靜態(tài)變量從永久代移到堆中；JDK8則完全取消永久代，方法區(qū)存在元空間MetaSpace中，雖然與堆共享一塊內(nèi)存，邏輯上可以認(rèn)為在堆中，但仍然與堆不相連）。Full GC的速度一般會(huì)比 Minor GC慢10倍以上。一般用的是標(biāo)記整理和標(biāo)記清除算法

Full GC觸發(fā)條件

• 上面Minor GC時(shí)介紹中Survivor空間不足時(shí)，判斷是否允許擔(dān)保失敗，如果不允許則進(jìn)行Full GC。如果允許，并且每次晉升到老年代的對(duì)象平均大小>老年代最大可用連續(xù)內(nèi)存空間，也會(huì)進(jìn)行Full GC。
• MinorGC后存活的對(duì)象超過(guò)了老年代剩余空間
• 方法區(qū)內(nèi)存不足時(shí)
• System.gc()，可用通過(guò)-XX:+ DisableExplicitGC來(lái)禁止調(diào)用System.gc
• CMS GC異常，CMS運(yùn)行期間預(yù)留的內(nèi)存無(wú)法滿(mǎn)足程序需要，就會(huì)出現(xiàn)一次“Concurrent Mode Failure”失敗，會(huì)觸發(fā)Full GC

圖示GC過(guò)程

1:初始階段，對(duì)象分配在Eden區(qū)（大對(duì)象直接進(jìn)入老年代，通過(guò)-XX:PretenureSizeThreshold配置），此時(shí)S0和S1是空的（圓圈中的數(shù)字代表對(duì)象的年齡）

2:當(dāng)Eden區(qū)滿(mǎn)了之后，進(jìn)行MinorGC，經(jīng)過(guò)掃描與標(biāo)記，不再存活的對(duì)象被清除，存活的對(duì)象進(jìn)入Survivor中的S0并且對(duì)象年齡+1，此時(shí)Eden被清空，S1是空的

3:然后隨著對(duì)象增多又一次MinorGC后，Eden區(qū)和S0區(qū)存活的對(duì)象進(jìn)入S1區(qū)并且對(duì)象年齡+1，Eden和S0區(qū)被清空

4:又一次MinorGC后，和上面步驟類(lèi)似，Eden區(qū)和S1區(qū)存活的對(duì)象進(jìn)入S0區(qū)并且對(duì)象年齡+1，Eden和S1區(qū)被清空

5:對(duì)象每熬過(guò)一次MinorGC其年齡就會(huì)加1，達(dá)到年齡閾值（可通過(guò)參數(shù)-XX:MaxTenuringThreshold配置）的年輕代對(duì)象會(huì)晉升到老年代，隨著進(jìn)入老年代的對(duì)象越來(lái)越多，當(dāng)老年代內(nèi)存不夠用時(shí)會(huì)發(fā)送MajorGC。

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