【jvm--堆】

文章目录

• [1. 堆（Heap）的核心概述](#1. 堆（Heap）的核心概述)
• [2. 图解对象分配过程](#2. 图解对象分配过程)
• • [2.1 Minor GC，MajorGC、Full GC](#2.1 Minor GC，MajorGC、Full GC)

1. 堆（Heap）的核心概述

堆针对一个 JVM 进程来说是唯一的，也就是一个进程只有一个 JVM，但是进程包含多个线程，他们是共享同一堆空间的。

数组和对象可能永远不会存储在栈上，因为栈帧中保存引用，这个引用指向对象或者数组在堆中的位置。

在方法结束后，堆中的对象不会马上被移除，仅仅在垃圾收集的时候才会被移除。

堆，是 GC（Garbage Collection，垃圾收集器）执行垃圾回收的重点区域。

Java 8 及之后堆内存逻辑上分为三部分：新生区+养老区+元空间

设置堆内存大小与 OOM :

Java 堆区用于存储== Java 对象实例==，堆的大小在 JVM 启动时就已经设定好了，可以通过选项"-Xmx"和"-Xms"来进行设置。

• "-Xms"用于表示堆区的起始内存，等价于-XX:InitialHeapSize
• "-Xmx"则用于表示堆区的最大内存，等价于-XX:MaxHeapSize
  一旦堆区中的内存大小超过"-Xmx"所指定的最大内存时，将会抛出 OutOfMemoryError 异常。

通常会将-Xms 和-Xmx 两个参数配置相同的值，其目的是为了能够在垃圾回收机制清理完堆区后不需要重新分隔计算堆区的大小，从而提高性能。

默认情况下

• 初始内存大小：物理电脑内存大小 / 64
• 最大内存大小：物理电脑内存大小 / 4

年轻代与老年代 :

其中年轻代又可以划分为 Eden 空间、Survivor0 空间和 Survivor1 空间（有时也叫做 from 区、to 区）

下面这参数开发中一般不会调：

配置新生代与老年代在堆结构的占比。

• 默认-XX:NewRatio=2，表示新生代占 1，老年代占 2，新生代占整个堆的 1/3
• Eden 空间和另外两个 survivor 空间缺省所占的比例是 8：1：1
  当然开发人员可以通过选项"-xx:SurvivorRatio"调整这个空间比例。比如-xx:SurvivorRatio=8

2. 图解对象分配过程

为新对象分配内存是一件非常严谨和复杂的任务，JVM 的设计者们不仅需要考虑内存如何分配、在哪里分配等问题，并且由于内存分配算法与内存回收算法密切相关，所以还需要考虑 GC 执行完内存回收后是否会在内存空间中产生内存碎片。

1. new 的对象先放伊甸园区。此区有大小限制。
2. 当伊甸园的空间填满时，程序又需要创建对象，JVM 的垃圾回收器将对伊甸园区进行垃圾回收（MinorGC），将伊甸园区中的不再被其他对象所引用的对象进行销毁。再加载新的对象放到伊甸园区
3. 然后将伊甸园中的剩余对象移动到幸存者 0 区。
4. 如果再次触发垃圾回收，此时上次幸存下来的放到幸存者 0 区的，如果没有回收，就会放到幸存者 1 区。
5. 如果再次经历垃圾回收，此时会重新放回幸存者 0 区，接着再去幸存者 1 区。
6. 啥时候能去养老区呢？可以设置次数。默认是 15 次。
   • 可以设置参数：-Xx:MaxTenuringThreshold= N进行设置
7. 在养老区，相对悠闲。当养老区内存不足时，再次触发 GC：Major GC，进行养老区的内存清理
8. 若养老区执行了 Major GC 之后，发现依然无法进行对象的保存，就会产生 OOM 异常。

总结

• 针对幸存者 s0，s1 区的总结：复制之后有交换，谁空谁是 to
• 关于垃圾回收：频繁在新生区收集，很少在老年代收集，几乎不在元空间进行收集

2.1 Minor GC，MajorGC、Full GC

VM 在进行 GC 时，并非每次都对上面三个内存区域一起回收的，大部分时候回收的都是指新生代。

针对 Hotspot VM 的实现，它里面的 GC 按照回收区域又分为两大种类型：一种是部分收集（Partial GC），一种是整堆收集（FullGC）

• 部分收集：不是完整收集整个 Java 堆的垃圾收集。其中又分为：
  • 新生代收集（Minor GC / Young GC）：只是新生代的垃圾收集
  • 老年代收集（Major GC / Old GC）：只是老年代的圾收集。
    • 目前，只有 CMSGC 会有单独收集老年代的行为。
    • 注意，很多时候 Major GC 会和 Full GC 混淆使用，需要具体分辨是老年代回收还是整堆回收。
  • 混合收集（MixedGC）：收集整个新生代以及部分老年代的垃圾收集。
    • 目前，只有 G1 GC 会有这种行为
• 整堆收集（Full GC）：收集整个 java 堆和方法区的垃圾收集。

年轻代 GC（Minor GC）触发机制:

• 当年轻代空间不足时，就会触发 MinorGC，这里的年轻代满指的是 Eden 代满，Survivor 满不会引发 GC。（每次 Minor GC 会清理年轻代的内存。）
• 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。这一定义既清晰又易于理解。
• Minor GC 会引发 STW，暂停其它用户的线程，等垃圾回收结束，用户线程才恢复运行

老年代 GC（Major GC / Full GC）触发机制:

• 出现了 Major Gc，经常会伴随至少一次的 Minor GC（但非绝对的，在 Paralle1 Scavenge 收集器的收集策略里就有直接进行 MajorGC 的策略选择过程）
  • 也就是在老年代空间不足时，会先尝试触发 Minor Gc。如果之后空间还不足，则触发 Major GC
• Major GC 的速度一般会比 Minor GC 慢 10 倍以上，STW 的时间更长
• 如果 Major GC 后，内存还不足，就报 OOM 了

Full GC 触发机制（后面细讲）：:

1. 调用 System.gc()时，系统建议执行 Full GC，但是不必然执行
2. 老年代空间不足
3. 方法区空间不足
4. 通过 Minor GC 后进入老年代的平均大小大于老年代的可用内存
5. 由 Eden 区、survivor space0（From Space）区向 survivor space1（To Space）区复制时，对象大小大于 To Space 可用内存，则把该对象转存到老年代，且老年代的可用内存小于该对象大小

说明：Full GC 是开发或调优中尽量要避免的。这样暂时时间会短一些