jvm的gc原理(转载)

由于不同对象的生命周期不一样，因此在JVM的垃圾回收策略中有分代这一策略。本文介绍了JVM分代垃圾回收策略的目标，如何分代，以及垃圾回收的触发因素。

JVM分代垃圾回收策略的基础概念

为什么要分代

JVM分代垃圾回收策略，是基于这样一个事实：不同的对象的生命周期是不一样的。因此，不同生命周期的对象可以采取不同的收集方式，以便提高回收效率。

在Java程序运行的过程中，会产生大量的对象，其中有些对象是与业务信息相关，比如Http请求中的Session对象、线程、Socket连接，这类对象跟业务直接挂钩，因此生命周期比较长。但是还有一些对象，主要是程序运行过程中生成的临时变量，这些对象生命周期会比较短，比如：String对象，由于其不变类的特性，系统会产生大量的这些对象，有些对象甚至只用一次即可回收。

试想，在不进行对象存活时间区分的情况下，每次垃圾回收都是对整个堆空间进行回收，花费时间相对会长，同时，因为每次回收都需要遍历所有存活对象，但实际上，对于生命周期长的对象而言，这种遍历是没有效果的，因为可能进行了很多次遍历，但是他们依旧存在。因此，分代垃圾回收采用分治的思想，进行代的划分，把不同生命周期的对象放在不同代上，不同代上采用最适合它的垃圾回收方式进行回收。

如何分代

如图所示：




虚拟机中的共划分为三个代：年轻代(YoungGeneration)、年老点(OldGeneration)和持久代(PermanentGeneration)。其中持久代主要存放的是Java类的类信息，与垃圾收集要收集的Java对象关系不大。年轻代和年老代的划分是对垃圾收集影响比较大的。

       年轻代:

所有新生成的对象首先都是放在年轻代的。年轻代的目标就是尽可能快速的收集掉那些生命周期短的对象。年轻代分三个区。一个Eden区，两个Survivor区(一般而言)。大部分对象在Eden区中生成。当Eden区满时，还存活的对象将被复制到Survivor区(两个中的一个)，当这个Survivor区满时，此区的存活对象将被复制到另外一个Survivor区，当这个Survivor去也满了的时候，从第一个Survivor区复制过来的并且此时还存活的对象，将被复制“年老区(Tenured)”。需要注意，Survivor的两个区是对称的，没先后关系，所以同一个区中可能同时存在从Eden复制过来对象，和从前一个Survivor复制过来的对象，而复制到年老区的只有从第一个Survivor去过来的对象。而且，Survivor区总有一个是空的。同时，根据程序需要，Survivor区是可以配置为多个的(多于两个)，这样可以增加对象在年轻代中的存在时间，减少被放到年老代的可能。

年老代:

在年轻代中经历了N次垃圾回收后仍然存活的对象，就会被放到年老代中。因此，可以认为年老代中存放的都是一些生命周期较长的对象。

持久代:

用于存放静态文件，如今Java类、方法等。持久代对垃圾回收没有显著影响，但是有些应用可能动态生成或者调用一些class，例如Hibernate等，在这种时候需要设置一个比较大的持久代空间来存放这些运行过程中新增的类。持久代大小通过-XX:MaxPermSize=进行设置。

什么情况下触发JVM分代垃圾回收

由于对象进行了分代处理，因此垃圾回收区域、时间也不一样。GC有两种类型：ScavengeGC和FullGC。

ScavengeGC

一般情况下，当新对象生成，并且在Eden申请空间失败时，就会触发ScavengeGC，对Eden区域进行GC，清除非存活对象，并且把尚且存活的对象移动到Survivor区。然后整理Survivor的两个区。这种方式的GC是对年轻代的Eden区进行，不会影响到年老代。因为大部分对象都是从Eden区开始的，同时Eden区不会分配的很大，所以Eden区的GC会频繁进行。因而，一般在这里需要使用速度快、效率高的算法，使Eden去能尽快空闲出来。

FullGC

对整个堆进行整理，包括Young、Tenured和Perm。FullGC因为需要对整个对进行回收，所以比ScavengeGC要慢，因此应该尽可能减少FullGC的次数。在对JVM调优的过程中，很大一部分工作就是对于FullGC的调节。有如下原因可能导致FullGC：

◆年老代(Tenured)被写满

◆持久代(Perm)被写满

◆System.gc()被显示调用

◆上一次GC之后Heap的各域分配策略动态变化




generation算法(Generational Collector)

    来自IBM的一组统计数据：98％的java对象，在创建之后不久就变成了非活动对象；只有2％的对象，会在长时间一直处于活动状态。

     (1)young generation

    年轻代分三个区。一个Eden区，两个Survivor区。大部分对象在 Eden区中生成。当Eden区满时，还存活的对象将被复制到Survivor区（两个中的一个），当这个Survivor区满时，此区的存活对象将被复制到另外一个Survivor区，当这个Survivor区也满了的时候，从第一个Survivor区复制过来的并且此时还存活的对象，将被复制到 tenured generation。需要注意，Survivor的两个区是对称的，没先后关系，所以同一个区中可能同时存在从Eden复制过来对象，和从前一个 Survivor复制过来的对象，而复制到年老区的只有从第一个Survivor去过来的对象。而且，Survivor区总有一个是空的。
     young generation的gc称为minor gc。经过数次minor gc，依旧存活的对象，将被移出young generation，移到tenured generation

    (2)tenured generation

    生命周期较长的对象，归入到tenured generation。一般是经过多次minor gc，还 依旧存活的对象，将移入到tenured generation。（当然，在minor gc中如果存活的对象的超过survivor的容量，放不下的对象会直接移入到tenured generation）
tenured generation的gc称为major gc，就是通常说的full gc。
     采用compaction算法。由于tenured generaion区域比较大，而且通常对象生命周期都比较长，compaction需要一定时间。所以这部分的gc时间比较长。
     minor gc可能引发full gc。当eden＋from space的空间大于tenured generation区的剩余空间时，会引发full gc。这是悲观算法，要确保eden＋from space的对象如果都存活，必须有足够的tenured generation空间存放这些对象。

    (3)permanent generation

    该区域比较稳定，主要用于存放classloader信息，比如类信息和method信息。
对于spring hibernate这些需要动态类型支持的框架，这个区域需要足够的空间。(这部分空间应该存在于方法区而不是heap中)。