JVM内存模型和垃圾回收

JAVA堆的描述如下：

 

 　　内存由Perm和Heap组成。其中Heap = {Old + NEW = { Eden , from, to } }

　　JVM内存模型中分两大块:

　　NEW Generation：程序新创建的对象都是从新生代分配内存，新生代由Eden Space和两块相同大小的Survivor Space(通常又称S0和S1或From和To)构成，可通过-Xmn参数来指定新生代的大小，也可以通过-XX:SurvivorRation来调整Eden Space及Survivor Space的大小。垃圾回收一般用Copying的算法，速度快。每次GC的时候，存活下来的对象首先由Eden拷贝到某个Survivor Space, 当Survivor Space空间满了后, 剩下的live对象就被直接拷贝到Old Generation中去。因此，每次GC后，Eden内存块会被清空。

　　Old Generation：用于存放经过多次新生代GC任然存活的对象和应用程序中生命周期长的内存对象，例如缓存对象，新建的对象也有可能直接进入老年代，主要有两种情况：①大对象，可通过启动参数设置-XX:PretenureSizeThreshold=1024(单位为字节，默认为0)来代表超过多大时就不在新生代分配，而是直接在老年代分配。②大的数组对象，切数组中无引用外部对象。老年代所占的内存大小为-Xmx对应的值减去-Xmn对应的值。在Old Generation块中，垃圾回收一般用mark-compact的算法，速度慢些，但减少内存要求。

　　PS：还有个Permanent Generation，主要用来放JVM自己的反射对象，比如类对象和方法对象等。

 　　

　　垃圾回收描述：

　　现在收集器都是采用分代收集算法，堆被划分为新生代和老年代。新生代主要存储新创建的对象和尚未进入老年代的对象。老年代存储经过多次新生代GC(Minor GC)任然存活的对象。

　　Minor GC：即新生代GC，指发生在新生代的垃圾收集动作，因为Java对象大多都具备朝生夕灭的特性，所以Minor GC非常频繁，一般回收速度也比较快。垃圾回收分多级是1级或以上为部分垃圾回收，只会回收NEW中的垃圾。

　　Major GC  / Full GC：老年代GC，指发生在老年代的GC，出现了Major GC，经常会伴随至少一次的Minor GC（但非绝对的，在 ParallelScavenge 收集器的收集策略里就有直接进行 Major GC的策略选择过程） 。MajorGC 的速度一般会比Minor GC慢10倍以上。垃圾回收分多级是0级为全部(Full)的垃圾回收，会回收OLD段中的垃圾。

　　PS：内存溢出通常发生于OLD段或Perm段垃圾回收后，Eden区仍然无内存空间容纳新的Java对象的情况。

　　当一个URL被访问时，内存申请过程如下：

　　A. JVM会试图为相关Java对象在Eden中初始化一块内存区域

　　B. 当Eden空间足够时，内存申请结束。否则到下一步

　　C. JVM试图释放在Eden中所有不活跃的对象（这属于1或更高级的垃圾回收）, 释放后若Eden空间仍然不足以放入新对象，则试图将部分Eden中活跃对象放入Survivor区

　　D. Survivor区被用来作为Eden及OLD的中间交换区域，当OLD区空间足够时，Survivor区的对象会被移到Old区，否则会被保留在Survivor区

　　E. 当OLD区空间不够时，JVM会在OLD区进行完全的垃圾收集（0级）

　　F. 完全垃圾收集后，若Survivor及OLD区仍然无法存放从Eden复制过来的部分对象，导致JVM无法在Eden区为新对象创建内存区域，则出现”out of memory错误”

　　为什么一些程序频繁发生GC？有如下原因：

　　（1）程序内调用了System.gc()或Runtime.gc()。

　　 （2）一些中间件软件调用自己的GC方法，此时需要设置参数禁止这些GC。

　　（3）Java的Heap太小，一般默认的Heap值都很小。

　　（4）频繁实例化对象，Release对象。此时尽量保存并重用对象，例如使用StringBuffer()和String()。

　　如果你发现每次GC后，Heap的剩余空间会是总空间的50%，这表示你的Heap处于健康状态。许多Server端的Java程序每次GC后最好能有65%的剩余空间。

 

　　JVM 使用的GC算法是什么？

　　分代收集。即将内存分为几个区域，将不同生命周期的对象放在不同区域里；

　　在GC收集的时候，频繁收集生命周期短的区域(Young area)；

　　比较少的收集生命周期比较长的区域(Old area)；

　　基本不收集的永久区(Perm area)。

 

　　GC何时会被触发？
　　（1）系统空闲：GC线程的优先级低于系统应用线程，当系统中没有应用线程执行时，GC会被触发。
　　（2）堆空间内存不足：当堆空间的内存不足以创建新对象时，GC会被触发。如果第一GC仍不能获得足够的空间，第二次GC将被触发，如果这一次仍无法获取足够的空间，“Out of memory”将被抛出。