Java 内存分配与回收策略

对象的内存分配,往大的方向讲。就是在堆上分配(但也可能经过JIT编译后被拆散为标量类型饼间接栈上分配),对象主要分配在新生代的Eden 区上,如果启动 本地线程分配缓冲(TLAB),将按照线程有限在TLAB上分配。在少数情况下也可能直接分配在老年代中,分配规则并不是百分比固定,其细节取决于当前使用的是哪一种垃圾收集器组合,还有虚拟机中与内存相关得参数设置。

新生代GC和老年代GC区别

新生态代GC(Minor GC):指发生在新生代的垃圾收集动作,因为Java对象都具备朝生夕灭的特性,所以Minor GC是非常频繁的,一般回收速度也比较块。

老年代GC(major gc / full gc):指发生在老年代的GC 。出现major GC经常会伴随至少一次的 minor GC (但非绝对,在parallel scavenge 收集器的收集策略里就有直接进行major gc 的策略 选择过程)。Major GC的速度会比minor gc 慢10倍以上。

下面笔记基于serial ,serial old

优先分配eden

大多数情况下,对象在新生代eden区中分配,当eden区没有足够空间进行分配时,虚拟机将发起一次minor GC 。

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,最典型的大对虾就是那种很长的字符串以及数组,大对虾对虚拟机的内存分配来讲就是一个坏消息(比遇到一个大对虾更加坏的消息就是遇到一群“朝生夕灭”的“短命大对象”,写程序的时候应当避免),经常出现大对虾导致内存还有不少空间时提前触发来及收集以获取足够的连续空间来“安置”他们。

长期存活的对象将进入老年代

如果对象在eden 出生并经过第一次Minor GC 后仍然存活,并且能被survivor 容纳的话,将被移动到Survivor空间中,并且对象年龄设置为1 ,。对象在Survivor 区中每“熬过”一次minorGC 年龄就增加1岁,当他的年龄增加到一定成都(默认为15岁),将会被晋升到来年的中。

动态对象年龄判定

为了能够更好适应不同程序的内存状况,虚拟机并不是永远德要求对象的年龄必须达到MaxTenuringThreshold才能晋升老年代,如果在Survivor空间中相同年龄的所有对象大小的总和大于Survivor 空间的一半,年龄大于或者等于该年龄的对象就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,虚拟机会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,如果这个条件成立,那么Minor GC可以确保时安全的,如果不成立,则虚拟机会查看HandlePromotionFailure 设置值是否允许担保失败。如果允许,那么会继续坚持老年代最大可用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,将尝试进行一次Minor GC ,尽快这次Minor GC时有风险的 ;如果小于,或者HandlePromotionFailure 设置不允许冒险,那这时也要改为进行一次Full GC 。

前面提到过,新生代使用复制算法,但为了内存利用率,只使用一个Survivor 空间来作为轮换备份,因此当出现大量对象在Minor GC后仍然存活的情况(最极端的情况就是内存回收后新生代中所有对象都存活),就需要老年代进行分配担保,把Survivor无法容纳的对象直接进入老年代。与生活中的贷款担保类似,老年代要进行这样的担保,前提时老年代本身还有容纳这些对象的剩余空间,一共有多少对象活下来在实际完成内存回收之前时无法明确知道的,所以只好取之前每次回收晋升到老年代对象容量的平均值作为经验值,与老年代的剩余空间进行比较,决定是否进行Full GC 来让老年代腾出更多空间。取平均值进行比较仍然时一种动态概率的手段,也就是说,如果某次Minor GC 存活后的对象突增,远远高于 平均值的话,依然后导致担保失败(Handle Promotion Failure)。如果出现了HandlePromotionFailure失败,那就只好在失败后重新发起一次 Full GC ,虽然担保失败时绕的圈子是最大的,但大部分情况下都还是会将HandlePromotionFailure开关打开,避Full GC 过于频繁。

特殊说明

JDK Update 24之后,HandlePromotionFailure参数不会影响到虚拟机的空间分配担保策略,而是只要老年代的连续空间大于新生代对象总大小或者历次晋升的平均大小就会进行Minor GC ,否则就进行 Full GC 。

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