JVM垃圾回收机制之堆的分代回收

前言

前文我们了解了Java的GC机制，对于堆中的对象，JVM采用引用计数和可达性分析两种算法来标记对象是否可以清除，本文中我们还会了解到JVM将对分成了不同的区域，以便于更好的回收对象。

堆的分代

Java的堆是JVM中最大的一块内存区域，主要保存Java中各种类的实例。为了更好的管理堆中各个对象的内存，包括分配内存和回收内存。

JVM将堆分成了几块区域：

新生代（Young）

新生代又分为：

Eden

From Survivor

To Survivor

老年代（Old）

其中新生代占堆的1/3空间，老年代占堆的2/3空间。

而新生代中的Eden占新生代的8/10,From Survivor和To Survivor各占新生代的1/10。

堆模型如图：

从上图中我们可以看出：堆是由新生代和老年代组成，默认情况下，新生代 ( Young ) 与老年代 ( Old ) 的比例为 1:2 。其中，新生代 ( Young ) 又分为 Eden 和 From Survivor 、To Survivor区域。默认情况下，Eden 和from、to的比例为 ：8 : 1 : 1 。JVM 每次只会使用 Eden 和其中的一块 Survivor 区域来为对象服务，所以无论什么时候，总是有一块 Survivor 区域是空闲着的。因此，新生代实际可用的内存空间为 9/10 ( 即90% )的新生代空间。

堆的GC机制

堆中的GC分为两种：

Minor GC

Full GC

Minor GC发生在新生代，采用的算法是复制算法。

Java中新创建的对象都在新生代中，当对象被判定为死亡时（也就是无法访问），就会被GC回收内存，发生Minor GC时，会将Eden和From Survivor区域中的存活的对象复制到To Survivor区域中，然后将Eden和From survivor区域进行清理。

当一个对象活过了一次Minor GC后，它的年龄就加1，当对象的年龄达到了15时，对象就会被放入老年代。

Full GC发生在老年代，采用的是标记-清除算法。

标记：标记的过程其实就是，遍历所有的GC Roots，然后将所有GC Roots可达的对象标记为存活的对象。

清除：清除的过程将遍历堆中所有的对象，将没有标记的对象全部清除掉。

当程序运行期间，若可以使用的内存被耗尽的时候，GC线程就会被触发并将程序暂停，随后将依旧存活的对象标记一遍，最终再将堆中所有没被标记的对象全部清除掉，接下来便让程序恢复运行。

标记-清除算法存在比较大的缺点：

进行GC时需要暂停应用程序，所以导致用户体验变差

会产生许多不连续的内存空间

所以我们一般会避免出现Full GC。

JVM参数

堆的初始大小、新生代、老年代的大小都可以通过JVM的参数进行配置。

下面是一些常用的JVM参数:

-Xms初始堆大小。如：-Xms256m

-Xmx最大堆大小。如：-Xmx512m

-Xmn新生代大小。通常为 Xmx 的 1/3 或 1/4。新生代 = Eden + 2 个 Survivor 空间。实际可用空间为 = Eden + 1 个 Survivor，即 90%

-Xss线程的堆栈大小

-XX:NewRatio新生代与老年代的比例，如 –XX:NewRatio=2，则新生代占整个堆空间的1/3，老年代占2/3

-XX:SurvivorRatio新生代中 Eden 与 Survivor 的比值。默认值为 8。即 Eden 占新生代空间的 8/10，另外两个 Survivor 各占 1/10

-XX:PermSize永久代(方法区)的初始大小

-XX:MaxPermSize永久代(方法区)的最大值

-XX:+PrintGCDetails打印 GC 信息

下面是Eclipse的JVM参数配置方法：

Window --- Preferences --- Java --- Installed JREs --- 点击Edit

在Default VM arguments中添加参数：

总结

本文我们学习了JVM堆GC的分代机制，堆分为新生代和老年代，新生代中采用Minor GC，使用的是复制算法，老年代中采用Full GC，使用的是标记-清除算法。