JAVA对内存的使用和垃圾回收

作者：黄湘龙
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JAVA的内存分区

JAVA的内存使用分为三个区：堆区、栈区、方法区。其中方法区也是以堆的形式存在，只是和堆区的用处不一样。
堆区：

• 存储的全部是对象本身，每个对象都包含一个与之对应的class的信息；
• JVM中，一个进程只有一个堆区，被所有线程共享；
• 堆中不存放基本类型和对象引用；

栈区：

• 每个线程拥有一个栈区；
• 栈中只保存基础数据类型和自定义对象的引用，对象都存放在堆区中；
• 每个栈中的数据都是私有的，其他线程不能访问；
• 栈分问三部分：基本类型区、执行上下文、操作指令区；

方法区：

• 又叫静态区，跟堆一样，被所有线程共享；
• 方法区中包含所有的class和static变量；
• 方法区中包含的都是在整个程序中永远唯一的元素。

堆区的结构

堆区又根据对象的存活时间，分为三个区：新生代，老年代、永久代。
新生代分为三个区，Eden ，Survivor1，Survivor2。Eden区用来存放新创建的对象的。Survivor1，Survivor2用来存放经过一次或多次YGC之后仍然存活下来的对象。
JAVA的GC分为两种Young GC（YGC,又称MinorGC）和Full GC（FGC，又称MajorGC）。YGC是对新生代中的对象进行回收的操作，FGC是对老年代和永久代进行的操作。
根据JAVA应用程序的场景不同，可以调节新生代和老生代的大小比例。比如在一种存活时间不长的对象比较多的场景，可以让新生代足够大来尽量避免FGC.使用

什么样的对象会被回收

不被任何线程或者静态变量引用的对象将被回收，主要分为以下四种情况：

• 对象被明确设置成null；
• 对象在区域内创建，并且工作线程已经离开这个区域；
• 对象的容器对象被设置成null，比如objectRoot引用了一堆object，那么当objectRoot被设置为null的时候，所有被它引用的对象也将被回收；
• 只被weakhashmap应用的对象；

GC的细节

下面讲以下GC的细节

1.Young GC
新对象创建好了之后，就会被分配在新生代中。一般等到Eden区满了之后会触发YGC。YGC做了以下的事情。

• 将Eden区的需要回收的对象回收了；
• 将Eden区内的没有被回收的对象移动到空的Survivor中；
• 将有数据的Survivor区中的对象回收了；
• 将有数据的Survivor区中的复合条件的对象移动到空的Survivor中；
• 将有数据的Survivor区中的复合条件的对象移动到老年代中。

2.Full GC

• 一般是老年区满了才会触发FullGC，使用的是Mark-Sweep-Compact的算法：
• Mark：对有用的引用进行标记；
• Sweep：对垃圾进行清理；
• Compact：对活着的对象进行迁移，挪到一块来，解决内存碎片问题。

下面是一些补充的知识

• JAVA的GC是由一个叫GC的守护线程来完成的；
• GC在回收一个对象之前会调用这个对象的finalize()方法，给这个对象一个清理垃圾的机会；
• 开发人员不能在程序里面主动立即发起GC，System.gc()和Runtime.gc()这样的方法是给开发人员想JVM发起一起GC请求的窗口，但调用后不保证JVM什么时候发起GC；
• JVM在堆内存满了，不能创建对象的时候，会抛出OutOfMemory的错误信息；
• 字符串对象在永久区创建；
• FGC会影响程序的性能，让应用程序顿一会。
• -XX:NewRatio=1：修改新生代和老年代之间的内存比例；
• -XX:NewSize=1GB：新生代初始大小；
• -XX:MaxNewSize=1GB:新生代最大值；
• -Xmx 2GB：堆的最大值；
• -Xms 2GB：堆的最小值；
• 上面两个值最好设置为相等。

具体GC调优的文章可以参考

http://www.oracle.com/technetwork/java/gc-tuning-5-138395.html


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