java虚拟机学习

Java虚拟机学习记录(七)——内存分配与回收策略

一、前言

Java的内存分配,从全局来看,就是堆上分配(但也可能经过JIT编译后被拆散为标量类型并间接的栈上分配,对象的分配主要在新生代的Eden区上,如果开启了本地线程分配缓冲,将按线程优先在TLAB上分配。少数情况下也可能会直接分配在老年代中(大的对象直接进入老年代)。

二、对象优先在Eden分配

Java堆的新生代中,被分为Eden和两个survivor。大多数情况下,对象在Eden区优先分配,当Eden区没有足够的空间进行分配时,虚拟机将会发起一起Minor GC

新生代GC(Minor GC):指发生在新生代的垃圾回收动作。
老年代GC(Major GC/Full GC):指发生在老年代的GC。

三、大对象直接进入老年代

大对象指的是要占用大量连续内存空间的Java对象,最典型的大对象就是那种很长的字符串以及数组。大对象的内存分配堆虚拟机来说是一件很难的事,因为往往会因为找不到这样的连续的内存空间而不得不提前触发一次Full GC。因此,在写程序中要尽量避免这样大对象,尤其是生命周期很短的大对象。大对象的分配一般会直接进入老年代。(这里可以认为JVM是很不支持生命周期很短的大对象的创建的)。

四、长期存活的对象将进入老年代

虚拟机为每个对象定义了一个年龄计数器,在一次GC后仍然存活的对象它的年龄就会+1,如果对象在Eden出生并且经过第一次Minor GC仍然存活并且Survivor能够容纳就会被移到Survivor(其实就是标记-复制法)。当它的年龄达到一定的程度(默认为15岁),就会被移入老年代。可以通过-XX:MaxTenuringThreshold来设定这个年龄阈值。

五、动态年龄判定

为了更好地适应不同程序的内存情况,虚拟机并不是永远都要求对象的年龄必须达到了MaxTenuringThreshold才能进入老年代,如果在Survivor区中相同年龄所有对象的大小总和大于Survivor空间的一半,年龄大于或等于该年龄的对象就可以直接进入老年代(节省了一半以上的Survivor内存)。

六、空间分配担保

在新生代的Minor GC是采用的标记——复制法,所以一次Minor GC后会将存活的对象移到另一个空闲的Survivor区中,但是没有人可以保证一次GC后存活的对象是Survivor能够容纳的,那么就需要老年代的进行空间分配担保,以防止在容纳不下的情况下有后备的解决方案。所以过程是:

Minor GC发生之前:检查老年代的连续空间是否能够容纳下新生代的所有对象,如果可以,则可以确保Minor GC是正常的。如果不可以,虚拟机就会检查HandlePromotionFailure设置值是否允许担保失败。如果允许,那么就会检查老年代最大可用连续空间是否大于历次进入老年代对象的平均大小,如果大于,则尝试一次Minor GC;如果小于,或者不允许担保失败,就要进行一次Full GC(所以可以理解为Full GC是为了给Minor GC腾出空间,所以Full GC之后往往跟随着一次Minor GC)。

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