JVM GC浅谈

jvm中的内存可以分为堆内存和非堆内存，其中堆内存用于存储虚拟机运行中产生的各种对象，而通常所说的GC也就是针对这一块内存而言的。作为开发者，我们并不需要去关心到底什么时候该调用GC去清理内存，因为jvm会帮我们打理好这一块。但是如果想深入了解java内存管理，就不得不关心下这块对程序员“透明”的区域了。

 

要了解GC过程，首先要说说堆内存是怎么工作的。java所创建的对象会都放在堆内存中，但随着新对象的逐渐加入，堆内存的剩余空间会越来越少。当无法给一个新的对象继续分配内存空间时，程序就会发生out of memory。我们知道，java程序员在编写时无需关心何时释放对象的内存，所以会有相当一部分的“垃圾”对象，即再也不会引用到的对象存在于内存中。当剩余空间不够时，jvm就会扫描堆内存找出垃圾对象，将其占用的内存释放掉，这就是GC。

 

jvm中的GC采用了generation算法，认为内存中的对象有这样的情形：大多数的对象存活的时间比较短，而少部分的对象才能够长时间存活。因此，jvm将堆内存划分为年轻代（young generation）和年老代（old generation）。年轻代中的对象通常建立时间不久，且大部分生命周期也很短；年老代中的对象则已经创建比较久了，其声明周期也相对年轻代比较长。按照上面的划分，jvm在做GC时也进行了区别对待，对年轻代GC会相对比较频繁，且采用了copying算法；年老代的GC相对比较少，且采用的是tracing算法的一种，是标记-清除-压缩。

具体结构如下图：

Young Generation——当一个对象被创建时，需要给其分配内存。由于堆内存是所有java线程共享的，所以如果要分配一段内存空间就必须先对内存加锁，这样是很耗性能的，故如果对象所需内存小于某个值（好像是512个字节，我也忘了）直接从线程自己的缓存里分配。如果在Young Generation中分配内存的话，就通常是放在Eden（伊甸园区，不知道为啥取这个名字）中。这里就要介绍下Young Generation中内存的划分和使用了：

        Eden——所有新创建的对象都被放置在这里。

        Survivor——当Eden区空间不足时，会将其中依旧存活的对象拷贝到两块Survivor区域（FromSpace和                     ToSpace）中的一个，如果此时这个Survivor区域也空间不足，则将该块区域中存活的对象拷贝到另一块区域中。           注意，总有一个Survivor区域是空的。

对Young Generation的垃圾回收叫minor GC，通常很多的对象都活不过一次GC。

 

Old Generation——但一个Survivor区域满了的时候，会将该区域中已经历一定次数GC而依旧存活的对象放到Old Generation中。如果Old Generation也满了，那就要Full GC了。Full GC很耗性能，当Full GC进行时，应用程序会暂停。由于大部分对象都活不过一次GC，所以如果服务器上频繁的发生Full GC，就要关注下是不是出问题了。

 

Permanent Generation——这块区域我认为就是方法区，其作用就是用来存放java类、方法信息和常量池等。有的观点也将方法区看做是Permanent Generation，并看做堆内存一部分，这里就顺便介绍下。通常这块内存不会有什么太大的变动，当然如果采用了动态生成一些类的方式来设计应用程序，那么这块也需要设置较大一些用来放置新增的类。另外，由于常量池也放在这块区域里，所以如果常量池无限增大，理论上也会出现oom。也正因为这样，这块区域也会有GC，而且方式是Full GC。

 

上面就是jvm GC的一些信息。当然，开发人员也可以通过设置参数来影响jvm对内存的管理，下面就是一些常用的参数：

-Xmx——Heap区域最大值。默认为系统内存的1/4，不超过1G。

-Xms——Heap区域初始化时候的内存值。默认为系统的1/64，不超过1G。如果当前的空余堆内存比例小于40%(见-XX:MinHeapFreeRatio)系统会将堆内存扩大到最大值。通常-Xmx和-Xms设置为一样的值，免得内存来回变动损耗性能。

-XX:PermSize——设置方法区的内存初始值，通常为系统内存的1/64。

-XX:MaxPermSize——设置方法区的最大内存值，通常为系统内存的1/4。

-XX:MinHeapFreeRatio——设置Heap区域最小空闲值，用于控制何时将堆内存扩大至最大值，通常是40%

-XX:MaxHeapFreeRatio——设置Heap区域最大空闲值，用于控制何时将对内存缩小至初始值，通常是70%

-XX:NewRatio——设置Heap区域中new和old代大小的比例，值就是年轻代内存大小/年老代内存大小。

-XX:SurvivorRatio——设置Survivor区域和Eden区域的比例，值就是Eden区域大小/Survivor区域大小。