jvm?gc（垃圾回收機(jī)制）

Java JVM? 垃圾回收（GC 在什么時(shí)候，對(duì)什么東西，做了什么事情）

• 前言：（先大概了解一下整個(gè)過程）
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  java堆（JavaHeap）
  1.用來存放對(duì)象的，幾乎所有對(duì)象都放在這里，被線程共享的，或者說是被棧共享的
  2.堆又可以分為新生代和老年代，實(shí)際還有一個(gè)區(qū)域叫永久代，但是jdk1.7已經(jīng)去永久代了，所以可以當(dāng)作沒有，永久代是當(dāng)jvm啟動(dòng)時(shí)就存放的JDK自身的類和接口數(shù)據(jù)，關(guān)閉則釋放。
  新生代可以分為Eden區(qū)和兩個(gè)幸存區(qū)，這么設(shè)計(jì)是為了更好地利用內(nèi)存 之前的設(shè)計(jì)是只分為兩部分一樣一半 后來發(fā)現(xiàn)這樣只利用到了一半的內(nèi)存 才改為按比例分成三個(gè)區(qū)的，使用的是復(fù)制回收算法，兩個(gè)幸存區(qū)是較小的區(qū)域。邏輯是每次使用Eden區(qū)和其中一個(gè)幸存區(qū)，回收時(shí)將其還存活著的對(duì)象一次性的復(fù)制到另一個(gè)幸存區(qū)中，最后清理到剛才使用的Eden和其中一個(gè)幸存區(qū)。
  美團(tuán)的面試官也問了這個(gè)問題，他也說了他的理解，我感覺可能是不準(zhǔn)確的。
  新建對(duì)象就在Eden區(qū)，Eden就是伊甸，顧名思義。但是并不是對(duì)象最活躍的區(qū)域，對(duì)象最活躍的區(qū)域是老年代，因?yàn)榻?jīng)過各種垃圾回收之后對(duì)象都跑到這里來了。
  3.內(nèi)存溢出
  內(nèi)存溢出其實(shí)沒什么好講的，滿了就會(huì)溢出。怎么才能滿呢，不斷創(chuàng)建對(duì)象，那問題又來了，創(chuàng)建多了被回收怎么辦，好辦，將新建的對(duì)象存到list里去，就不會(huì)回收了，為什么呢，因?yàn)閖vm判定一個(gè)對(duì)象的死活就是根據(jù)對(duì)象是不是被引用。
  此外堆跟隨jvm的，有jvm就有堆。堆也是垃圾回收的主要區(qū)域，又叫GC堆，垃圾堆，玩笑。
  jvm棧
  1.要說棧是用來存什么的，其實(shí)我感覺不嚴(yán)謹(jǐn)，棧是運(yùn)行時(shí)創(chuàng)建的，是跟隨線程的，它不是用來存什么的，那它用來干什么的，它是用來存棧幀的，沒有圖不太好說呢，等下我去截個(gè)圖。

  <img src="https://pic1.zhimg.com/50/f7541e5d33d1d8b412dd0556c7e4b10d_hd.jpg" data-rawwidth="481" data-rawheight="713" class="origin_image zh-lightbox-thumb" width="481" data-original="https://pic1.zhimg.com/f7541e5d33d1d8b412dd0556c7e4b10d_r.jpg">圖來了我就不用多說了。每個(gè)棧幀其實(shí)可以理解為一個(gè)方法，我是這么理解的，之間的關(guān)系就是調(diào)用。
  2.棧的好處就是不需要垃圾回收，隨著線程結(jié)束內(nèi)存就釋放。
  3.但是并不是說就不會(huì)內(nèi)存溢出，那么棧的內(nèi)存溢出是怎么產(chǎn)生的呢，肯定也是滿了，這個(gè)滿了怎么理解呢，一是要申請(qǐng)的不夠了，二是jvm內(nèi)存太小，這是個(gè)有趣的問題。但是產(chǎn)生的錯(cuò)誤卻是不一樣的，如果創(chuàng)建一個(gè)void方法調(diào)用自身，錯(cuò)誤是stackoverflowError，如果不斷創(chuàng)建線程則會(huì)outOfMemoryError。這里就有一個(gè)比較高級(jí)的問題了，對(duì)于第二種多線程內(nèi)存溢出該怎么解決呢，深入理解jvm一書中給出的解決方案是這樣的，通過減小最大堆和棧容量來換取更多的線程。
  方法區(qū)和運(yùn)行時(shí)常量池
  1.方法區(qū)是堆的一個(gè)邏輯區(qū)域，但是又叫非堆。運(yùn)行時(shí)常量池又是方法區(qū)的一部分，真正的一部分。方法區(qū)并不是存方法的，存方法的應(yīng)該是棧或者棧幀。方法區(qū)存的是類信息、常量、靜態(tài)變量等，也是被線程共享的區(qū)域。運(yùn)行時(shí)常量池存放的是編譯期生產(chǎn)的各種字面量和符號(hào)引用。
  2.這塊內(nèi)存區(qū)域的回收沒啥好說的，因?yàn)槲乙膊惶宄?#xff0c;我只知道HotSpot的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)選擇把GC分代擴(kuò)展至方法區(qū)了，或者是使用永久代實(shí)現(xiàn)方法區(qū)。
  3.內(nèi)存是肯定會(huì)溢出的，不斷創(chuàng)建類會(huì)導(dǎo)致方法區(qū)內(nèi)存溢出，而不斷將常量放入常量池（String.intern()），常量池也會(huì)內(nèi)存溢出。

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• 這里主要講分代回收機(jī)制

內(nèi)存結(jié)構(gòu)

• 年輕代：一個(gè) Eden 區(qū)和兩個(gè) Survivor 區(qū)
• 年老代：一個(gè)?old 區(qū)
• 持久代：一個(gè) Permanent 區(qū)

新建立的對(duì)象先放到 Eden 區(qū)中，如果 Eden 區(qū)滿了之后，就會(huì)執(zhí)行標(biāo)記-清除算法回收 Eden 區(qū)垃圾，并把生存的對(duì)象放到 Survivor 的其中一個(gè)區(qū)中，兩個(gè) Survivor 區(qū)有一個(gè)必須是空的，當(dāng)其中一個(gè) Survivor 滿了之后，采用標(biāo)記-復(fù)制方法，把生存的對(duì)象放到另外一個(gè) Survivor 區(qū)。

在年輕代中經(jīng)歷了N次垃圾回收后仍然存活的對(duì)象，就會(huì)被放到年老代中。

持久代用于存放靜態(tài)文件、Java類、方法、靜態(tài)對(duì)象等。

• 觸發(fā) gc 的條件

minor GC: 當(dāng)新對(duì)象生成，并且在Eden申請(qǐng)空間失敗時(shí)，就會(huì)觸發(fā)minor GC，對(duì)Eden區(qū)域進(jìn)行GC，清除非存活對(duì)象，并且把尚且存活的對(duì)象移動(dòng)到Survivor區(qū)。然后整理Survivor的兩個(gè)區(qū)

Full GC: 對(duì)整個(gè)堆進(jìn)行整理，包括Young、old 和Perm。Full GC因?yàn)樾枰獙?duì)整個(gè)對(duì)進(jìn)行回收，以下原因可能導(dǎo)致 Full GC

• 年老代（old ）被寫滿
• 持久代（Perm）被寫滿
• System.gc()被顯示調(diào)用
• 上一次GC之后Heap的各域分配策略動(dòng)態(tài)變化

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jvm參數(shù)說明~~

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1.jvm的結(jié)構(gòu)：

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• 方法區(qū): 也是 jvm gc 中的持久代，它用于存儲(chǔ)虛擬機(jī)加載的類信息、常量、靜態(tài)變量、是各個(gè)線程共享的內(nèi)存區(qū)域。

• 堆: 也是被各個(gè)線程共享的內(nèi)存區(qū)域，在JVM啟動(dòng)時(shí)創(chuàng)建。該內(nèi)存區(qū)域存放了對(duì)象實(shí)例及數(shù)組，包括 jvm gc 中的年輕代和年老代。

• 虛擬機(jī)棧: 每個(gè)方法被執(zhí)行的時(shí)候 都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)“棧幀”用于存儲(chǔ)局部變量表(包括參數(shù))、操作棧、方法出口等信息。每個(gè)方法被調(diào)用到執(zhí)行完的過程，就對(duì)應(yīng)著一個(gè)棧幀在虛擬機(jī)棧中從入棧到出棧的過程。聲明周期與線程相同，是線程私有的。而局部變量表中繼承 Object 的對(duì)象都是引用堆和方法區(qū)的內(nèi)存，而基本數(shù)據(jù)類型的對(duì)象(boolean、byte、char、short、int、float、long、double)則是直接保存存在棧中。

• 本地方法棧: 與虛擬機(jī)棧基本類似，區(qū)別在于虛擬機(jī)棧為虛擬機(jī)執(zhí)行的java方法服務(wù)，而本地方法棧則是為Native方法服務(wù)。

• 程序計(jì)數(shù)器: 類似于PC寄存器，是一塊較小的內(nèi)存區(qū)域，通過程序計(jì)數(shù)器中的值尋找要執(zhí)行的指令的字節(jié)碼，由于多線程間切換時(shí)要恢復(fù)每一個(gè)線程的當(dāng)前執(zhí)行位置，所以每個(gè)線程都有自己的程序計(jì)算器。

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各參數(shù)說明

• -Xmx: 堆內(nèi)存大小的上限

• -Xms: 堆內(nèi)存大小的初始值

• -Xmn: 年輕代內(nèi)存大小,年輕代包括兩個(gè)區(qū)，Eden 和 Survivor 區(qū)，Suvrvior 區(qū)還被平均分成了兩塊 from space 和 to space

• -Xss: 每條線程內(nèi)存大小

• -XX:PermSize(java8 之后變成了 -XX:MetaspaceSize): 持久代初始內(nèi)存大小

• -XX:MaxPermSize(java8 之后變成了 -XX:MaxMetaspaceSize): 最大持久代內(nèi)存大小

• -XX:NewSize: 新生代初始堆內(nèi)存占用的默認(rèn)值

• -XX:MaxNewSize: 新生代占整個(gè)堆內(nèi)存的最大值

• -XX:NewRatio: 老年代對(duì)比新生代的空間大小, 比如2代表老年代空間是新生代的兩倍大小

• -XX:SurvivorRatio: Eden/Survivor的值，比如8表示Survivor:Eden=1:8, 因?yàn)閟urvivor區(qū)有2個(gè), 所以Eden的占比為8/10

• -XX:CompressedClassSpaceSize: 類指針壓縮空間大小

指針壓縮介紹

• 64位平臺(tái)上默認(rèn)打開
• 使用-XX:+UseCompressedOops壓縮對(duì)象指針?
  "oops"指的是普通對(duì)象指針("ordinary" object pointers)?
  Java堆中對(duì)象指針會(huì)被壓縮成32位?
  使用堆基地址（如果堆在低26G內(nèi)存中的話，基地址為0）
• 使用-XX:+UseCompressedClassPointers選項(xiàng)來壓縮類指針?
  對(duì)象中指向類元數(shù)據(jù)的指針會(huì)被壓縮成32位?
  類指針壓縮空間會(huì)有一個(gè)基地址

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元空間和類指針壓縮空間的區(qū)別

• 類指針壓縮空間只包含類的元數(shù)據(jù)，比如InstanceKlass, ArrayKlass?
  僅當(dāng)打開了UseCompressedClassPointers選項(xiàng)才生效?
  為了提高性能，Java中的虛方法表也存放到這里

• 元空間包含類的其它比較大的元數(shù)據(jù)，比如方法，字節(jié)碼，常量池等

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Java JVM? 垃圾回收（GC 在什么時(shí)候，對(duì)什么東西，做了什么事情）

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在什么時(shí)候

首先需要知道，GC又分為minor GC 和 Full Gc(也稱為Major GC)。Java 堆內(nèi)存分為新生代和老年代（持久代在方法區(qū)上），新生代中又分為1個(gè)Eden區(qū)域 和兩個(gè) Survivor區(qū)域。

那么對(duì)于 Minor GC 的觸發(fā)條件：大多數(shù)情況下，直接在 Eden 區(qū)中進(jìn)行分配。如果 Eden區(qū)域沒有足夠的空間，那么就會(huì)發(fā)起一次 Minor GC；

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對(duì)于 Full GC（Major GC）的觸發(fā)條件：也是如果老年代沒有足夠空間的話，那么就會(huì)進(jìn)行一次 Full GC。

Ps：上面所說的只是一般情況下，實(shí)際上，需要考慮一個(gè)空間分配擔(dān)保的問題：

在發(fā)生Minor GC之前，虛擬機(jī)會(huì)先檢查老年代最大可用的連續(xù)空間是否大于新生代所有對(duì)象的總空間。如果大于則進(jìn)行Minor? GC，如果小于則看HandlePromotionFailure設(shè)置是否允許擔(dān)保失敗（不允許則直接Full GC）。如果允許，那么會(huì)繼續(xù)檢查老年代最大可用的連續(xù)空間是否大于歷次晉升到老年代對(duì)象的平均大小，如果大于則嘗試Minor GC（如果嘗試失敗也會(huì)觸發(fā)Full GC），如果小于則進(jìn)行Full GC。

（空間分配擔(dān)保總結(jié)：

minor?GC ：1.?老年代最大連續(xù)可用的空間大于新生代所有對(duì)象的總空間； 2.?老年代最大連續(xù)可用空間小于新生代所有對(duì)象的總空間，并且HandlePromotionFailure設(shè)置允許擔(dān)保失敗，且老年代最大可用連續(xù)空間大于歷次晉升老年代對(duì)象的平均大小。

full?GC ：1.?老年代最大連續(xù)可用的空間小于新生代所有對(duì)象的總空間，并且HandlePromotionFailure設(shè)置不允許擔(dān)保失敗；

2。?如果上面的2嘗試minor?GC失敗，則出發(fā)full?GC。

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但是，具體到什么時(shí)刻執(zhí)行，這個(gè)是由系統(tǒng)來進(jìn)行決定，是無法預(yù)測(cè)的。

對(duì)什么東西（總結(jié)：從GC?root開始搜索，搜索不到的對(duì)象，并且經(jīng)過第一個(gè)標(biāo)記，清理之后，仍然沒有復(fù)活的對(duì)象）

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主要根據(jù)可達(dá)性分析算法，如果一個(gè)對(duì)象不可達(dá)，那么就是可以回收的；如果一個(gè)對(duì)象可達(dá)，那么這個(gè)對(duì)象就不可以回收。對(duì)于可達(dá)性分析算法，它是通過一系列稱為“GC Roots” 的對(duì)象作為起始點(diǎn)，當(dāng)一個(gè)對(duì)象到 GC Roots 沒有任何引用鏈相接的時(shí)候，那么這個(gè)對(duì)象就是不可達(dá)，就可以被回收。如下圖:

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這個(gè)GC Root 對(duì)象可以是一些靜態(tài)的對(duì)象，Java方法的local變量或參數(shù)， native 方法引用的對(duì)象，活著的線程。

做了什么事情

主要做了清理對(duì)象，整理內(nèi)存的工作。Java堆分為新生代和老年代，采用了不同的回收方式。例如新生代采用了標(biāo)記復(fù)制算法，老年代采用了標(biāo)記整理法。在新生代中，分為一個(gè)Eden 區(qū)域和兩個(gè)Survivor區(qū)域，真正使用的是一個(gè)Eden區(qū)域和一個(gè)Survivor區(qū)域，GC的時(shí)候，會(huì)把存活的對(duì)象放入到另外一個(gè)Survivor區(qū)域中，然后再把這個(gè)Eden區(qū)域和Survivor區(qū)域清除。那么對(duì)于老年代，采用的是標(biāo)記整理法，首先標(biāo)記出存活的對(duì)象，然后再移動(dòng)到一端。這樣也有利于減少內(nèi)存碎片。

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額外補(bǔ)充：

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SafePoint是什么

比如GC的時(shí)候必須要等到Java線程都進(jìn)入到safepoint的時(shí)候VMThread才能開始執(zhí)行GC，

循環(huán)的末尾 (防止大循環(huán)的時(shí)候一直不進(jìn)入safepoint，而其他線程在等待它進(jìn)入safepoint)

方法返回前

調(diào)用方法的call之后

拋出異常的位置

GC收集器有哪些？CMS收集器與G1收集器的特點(diǎn)。

串行收集器：串行收集器使用一個(gè)單獨(dú)的線程進(jìn)行收集，GC時(shí)服務(wù)有停頓時(shí)間

并行收集器：次要回收中使用多線程來執(zhí)行

CMS收集器是基于“標(biāo)記—清除”算法實(shí)現(xiàn)的，經(jīng)過多次標(biāo)記才會(huì)被清除

G1從整體來看是基于“標(biāo)記—整理”算法實(shí)現(xiàn)的收集器，從局部（兩個(gè)Region之間）上來看是基于“復(fù)制”算法實(shí)現(xiàn)的

[GC收集器]: http://www.jianshu.com/p/50d5c88b272d

類加載的幾個(gè)過程：

加載、驗(yàn)證、準(zhǔn)備、解析、初始化。然后是使用和卸載了

通過全限定名來加載生成class對(duì)象到內(nèi)存中，然后進(jìn)行驗(yàn)證這個(gè)class文件，包括文件格式校驗(yàn)、元數(shù)據(jù)驗(yàn)證，字節(jié)碼校驗(yàn)等。準(zhǔn)備是對(duì)這個(gè)對(duì)象分配內(nèi)存。解析是將符號(hào)引用轉(zhuǎn)化為直接引用（指針引用），初始化就是開始執(zhí)行構(gòu)造器的代碼

雙親委派模型：Bootstrap ClassLoader、Extension ClassLoader、ApplicationClassLoader。

Bootstrap ClassLoader:啟動(dòng)類加載器，負(fù)責(zé)將$ Java_Home/lib下面的類庫加載到內(nèi)存中（比如rt.jar

Extension ClassLoader：標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展（Extension）類加載器，它負(fù)責(zé)將$Java_Home /lib/ext或者由系統(tǒng)變量 java.ext.dir指定位置中的類庫加載到內(nèi)存中。

ApplicationClassLoader：它負(fù)責(zé)將系統(tǒng)類路徑（CLASSPATH）中指定的類庫加載到內(nèi)存中。開發(fā)者可以直接使用系統(tǒng)類加載器

雙親委派模型是某個(gè)特定的類加載器在接到加載類的請(qǐng)求時(shí)，首先將加載任務(wù)委托給父類加載器，依次遞歸，如果父類加載器可以完成類加載任務(wù)，就成功返回；只有父類加載器無法完成此加載任務(wù)時(shí)，才自己去加載。-----例如類java.lang.Object，它存在在rt.jar中，無論哪一個(gè)類加載器要加載這個(gè)類，最終都是委派給處于模型最頂端的Bootstrap ClassLoader進(jìn)行加載，因此Object類在程序的各種類加載器環(huán)境中都是同一個(gè)類。相反，如果沒有雙親委派模型而是由各個(gè)類加載器自行加載的話，如果用戶編寫了一個(gè)java.lang.Object的同名類并放在ClassPath中，那系統(tǒng)中將會(huì)出現(xiàn)多個(gè)不同的Object類，程序?qū)⒒靵y

分派

靜態(tài)分派（重載）與動(dòng)態(tài)分派（重寫）。

你知道哪些JVM性能調(diào)優(yōu)

設(shè)定堆最小內(nèi)存大小-Xms

-Xmx：堆內(nèi)存最大限制。

設(shè)定新生代大小。
新生代不宜太小，否則會(huì)有大量對(duì)象涌入老年代

-XX:NewSize：新生代大小

-XX:NewRatio 新生代和老生代占比

-XX:SurvivorRatio：伊甸園空間和幸存者空間的占比

設(shè)定垃圾回收器

? 年輕代用 -XX:+UseParNewGC （串行） 年老代用-XX:+UseConcMarkSweepGC （CMS）

設(shè)定鎖的使用

多線程下關(guān)閉偏向鎖，比較浪費(fèi)資源

g1 和 cms 區(qū)別,吞吐量?jī)?yōu)先和響應(yīng)優(yōu)先的垃圾收集器選擇

1CMS是一種以最短停頓時(shí)間為目標(biāo)的收集器

響應(yīng)優(yōu)先選擇CMS,吞吐量高選擇G1

當(dāng)出現(xiàn)了內(nèi)存溢出，你怎么排錯(cuò)

用jmap看內(nèi)存情況，然后用 jstack主要用來查看某個(gè)Java進(jìn)程內(nèi)的線程堆棧信息

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參考：?http://icyfenix.iteye.com/blog/715301

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https://github.com/konginyan/Learning-Notes/blob/master/java/jvm%20%E5%8F%82%E6%95%B0%E8%AF%B4%E6%98%8E.md

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的jvm gc垃圾回收机制和参数说明amp;amp;Java JVM 垃圾回收（GC 在什么时候，对什么东西，做了什么事情）的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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