JVM垃圾回收機制之堆的分代回收

前言

前文我們了解了Java的GC機制，對于堆中的對象，JVM采用引用計數和可達性分析兩種算法來標記對象是否可以清除，本文中我們還會了解到JVM將對分成了不同的區域，以便于更好的回收對象。

堆的分代

Java的堆是JVM中最大的一塊內存區域，主要保存Java中各種類的實例。為了更好的管理堆中各個對象的內存，包括分配內存和回收內存。

JVM將堆分成了幾塊區域：

新生代（Young）

新生代又分為：

Eden

From Survivor

To Survivor

老年代（Old）

其中新生代占堆的1/3空間，老年代占堆的2/3空間。

而新生代中的Eden占新生代的8/10,From Survivor和To Survivor各占新生代的1/10。

堆模型如圖：

從上圖中我們可以看出：堆是由新生代和老年代組成，默認情況下，新生代 ( Young ) 與老年代 ( Old ) 的比例為 1:2 。其中，新生代 ( Young ) 又分為 Eden 和 From Survivor 、To Survivor區域。默認情況下，Eden 和from、to的比例為 ：8 : 1 : 1 。JVM 每次只會使用 Eden 和其中的一塊 Survivor 區域來為對象服務，所以無論什么時候，總是有一塊 Survivor 區域是空閑著的。因此，新生代實際可用的內存空間為 9/10 ( 即90% )的新生代空間。

堆的GC機制

堆中的GC分為兩種：

Minor GC

Full GC

Minor GC發生在新生代，采用的算法是復制算法。

Java中新創建的對象都在新生代中，當對象被判定為死亡時（也就是無法訪問），就會被GC回收內存，發生Minor GC時，會將Eden和From Survivor區域中的存活的對象復制到To Survivor區域中，然后將Eden和From survivor區域進行清理。

當一個對象活過了一次Minor GC后，它的年齡就加1，當對象的年齡達到了15時，對象就會被放入老年代。

Full GC發生在老年代，采用的是標記-清除算法。

標記：標記的過程其實就是，遍歷所有的GC Roots，然后將所有GC Roots可達的對象標記為存活的對象。

清除：清除的過程將遍歷堆中所有的對象，將沒有標記的對象全部清除掉。

當程序運行期間，若可以使用的內存被耗盡的時候，GC線程就會被觸發并將程序暫停，隨后將依舊存活的對象標記一遍，最終再將堆中所有沒被標記的對象全部清除掉，接下來便讓程序恢復運行。

標記-清除算法存在比較大的缺點：

進行GC時需要暫停應用程序，所以導致用戶體驗變差

會產生許多不連續的內存空間

所以我們一般會避免出現Full GC。

JVM參數

堆的初始大小、新生代、老年代的大小都可以通過JVM的參數進行配置。

下面是一些常用的JVM參數:

-Xms初始堆大小。如：-Xms256m-Xmx最大堆大小。如：-Xmx512m-Xmn新生代大小。通常為 Xmx 的 1/3 或 1/4。新生代 = Eden + 2 個 Survivor 空間。實際可用空間為 = Eden + 1 個 Survivor，即 90%-Xss線程的堆棧大小-XX:NewRatio新生代與老年代的比例，如 –XX:NewRatio=2，則新生代占整個堆空間的1/3，老年代占2/3-XX:SurvivorRatio新生代中 Eden 與 Survivor 的比值。默認值為 8。即 Eden 占新生代空間的 8/10，另外兩個 Survivor 各占 1/10-XX:PermSize永久代(方法區)的初始大小-XX:MaxPermSize永久代(方法區)的最大值-XX:+PrintGCDetails打印 GC 信息

下面是Eclipse的JVM參數配置方法：

Window --- Preferences --- Java --- Installed JREs --- 點擊Edit

在Default VM arguments中添加參數：

總結

本文我們學習了JVM堆GC的分代機制，堆分為新生代和老年代，新生代中采用Minor GC，使用的是復制算法，老年代中采用Full GC，使用的是標記-清除算法。

總結

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