JVM(三)——内存分配与回收策略

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2024年04月14日 15:36 · 阅读数 4

Minor GC 和 Full GC

Minor GC：回收新生代，因为新生代对象存活时间很短，因此 Minor GC 会频繁执行，执行的速度一般也会比较快。
Full GC：回收老年代和新生代，老年代对象其存活时间长，因此 Full GC 很少执行，执行速度会比 Minor GC 慢很多。

内存分配策略

对象优先在 Eden 分配

大多情况，对象在新生代Eden区分配。当Eden区没有足够空间进行分配时，虚拟机将进行一次Minor GC。虚拟机提供了参数-XX:+PrintGCDetails，在虚拟机发生垃圾收集行为时打印内存回收日志。

大对象直接进入老年代

所谓大对象是指，需要大量连续内存空间的Java对象，经常出现大对象容易导致内存还有不少空间时就提前触发垃圾收集以获取足够的连续空间来为大对象分配内存。

虚拟机提供了一个-XX:PretenureSizeThreshold 参数，让大于该值得对象直接进入老年代。这样做的目的是避免在新生代Eden区及两个Survivor区之间发生大量的内存复制。

长期存活的对象进入老年代

虚拟机使用了分代收集的思想来管理内存，内存回收时为了区分哪些对象应放在新生代，哪些应该放在老年代，虚拟机为每个对象定义了一个对象年龄（Age）计数器。

如果对象被分配在Eden区并经过第一次Minor GC 后仍然存活，并且能被Survivor容纳的情况下，将被移动到Survivor中，对象年龄设为1。在Survivor区每经过一次Minor GC，年龄就加1，当对象的年龄到达一定程度时（默认15岁），就会晋升到老年代。对象晋升到老年代的阈值，可以通过参数：-XX:MaxTenuringThreshold设置。

动态对象年龄判定

虚拟机并不是永远要求对象的年龄必须达到 MaxTenuringThreshold 才能晋升老年代，如果在 Survivor 中相同年龄所有对象大小的总和大于 Survivor 空间的一半，则年龄大于或等于该年龄的对象可以直接进入老年代，无需等到 MaxTenuringThreshold 中要求的年龄

空间分配担保

在发生 Minor GC 之前，虚拟机先检查老年代最大可用的连续空间是否大于新生代所有对象总空间，如果条件成立的话，那么 Minor GC 可以确认是安全的。

如果不成立的话虚拟机会查看 HandlePromotionFailure 的值是否允许担保失败，如果允许那么就会继续检查老年代最大可用的连续空间是否大于历次晋升到老年代对象的平均大小，如果大于，将尝试着进行一次 Minor GC；如果小于，或者 HandlePromotionFailure 的值不允许冒险，那么就要进行一次 Full GC。

Full GC 的触发条件

对于 Minor GC，其触发条件非常简单，当 Eden 空间满时，就将触发一次 Minor GC。而 Full GC 则相对复杂，有以下条件：

调用 System.gc()

只是建议虚拟机执行 Full GC，但是虚拟机不一定真正去执行。不建议使用这种方式，而是让虚拟机管理内存。

老年代空间不足

老年代空间不足的常见场景为前文所讲的大对象直接进入老年代、长期存活的对象进入老年代等。

为了避免以上原因引起的 Full GC，应当尽量不要创建过大的对象以及数组。除此之外，可以通过-Xmn 虚拟机参数调大新生代的大小，让对象尽量在新生代被回收掉，不进入老年代。还可以通过 -XX:MaxTenuringThreshold调大对象进入老年代的年龄，让对象在新生代多存活一段时间。

空间分配担保失败

使用复制算法的 Minor GC 需要老年代的内存空间作担保，如果担保失败会执行一次 Full GC。具体内容请参考上面的第 5 小节。

JDK 1.7 及以前的永久代空间不足

在 JDK 1.7 及以前，HotSpot 虚拟机中的方法区是用永久代实现的，永久代中存放的为一些 Class 的信息、常量、静态变量等数据。

当系统中要加载的类、反射的类和调用的方法较多时，永久代可能会被占满，在未配置为采用 CMS GC 的情况下也会执行 Full GC。如果经过 Full GC 仍然回收不了，那么虚拟机会抛出 java.lang.OutOfMemoryError。

为避免以上原因引起的Full GC，可采用的方法为增大永久代空间（元空间）或转为使用CMS GC。

Concurrent Mode Failure

执行CMS GC的过程中同时有对象要放入老年代，而此时老年代空间不足（可能是 GC 过程中浮动垃圾过多导致暂时性的空间不足），便会报 Concurrent Mode Failure 错误，并触发 Full GC。

参考https://www.cnblogs.com/liukaifeng/p/10052626.html