JVM堆(heap)

概念:

          一个JVM实例只存在一个堆内存,堆内存的大小是可以调节的。类加载器读取了类文件后,需要把类、方法、常变量放到堆内存中,保存所有引用类型的真实信息,以方便执行器执行,堆内存分为三部分:

 

    一个JVM实例只存在一个堆内存,堆内存的大小是可以调节的。类加载器读取了类文件后,需要把类、方法、常变量放到堆内存中,保存所有引用类型的真实信息,以方便执行器执行。


java7堆内存逻辑上分为三部分:新生+养老+永久

java8堆内存逻辑上分为三部分:新生+养老+元空间

(java7之前的图)

新生区

新生区是类的诞生、成长、消亡的区域,一个类在这里产生,应用,最后被垃圾回收器收集,结束生命。新生区又分为两部分: 伊甸区(Eden space)和幸存者区(Survivor pace) ,所有的类都是在伊甸区被new出来的。幸存区有两个: 0区(Survivor 0 space)和1区(Survivor 1 space)。当伊甸园的空间用完时,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(Minor GC),将伊甸园区中的不再被其他对象所引用的对象进行销毁。然后将伊甸园中的剩余对象移动到幸存 0区。若幸存 0区也满了,再对该区进行垃圾回收,然后移动到 1 区。那如果1 区也满了呢?再移动到养老区。若养老区也满了,那么这个时候将产生MajorGC(FullGC),进行养老区的内存清理。若养老区执行了Full GC之后发现依然无法进行对象的保存,就会产生OOM异常“OutOfMemoryError”。

      具体步骤:

1:eden、SurvivorFrom 复制到 SurvivorTo,年龄+1
首先,当Eden区满的时候会触发第一次GC,把还活着的对象拷贝到SurvivorFrom区,当Eden区再次触发GC的时候会扫描Eden区和From区域,对这两个区域进行垃圾回收,经过这次回收后还存活的对象,则直接复制到To区域(如果有对象的年龄已经达到了老年的标准,则赋值到老年代区),同时把这些对象的年龄+1

2:清空 eden、SurvivorFrom
然后,清空Eden和SurvivorFrom中的对象,也即复制之后有交换,谁空谁是to

3:SurvivorTo和 SurvivorFrom 互换
最后,SurvivorTo和SurvivorFrom互换,原SurvivorTo成为下一次GC时的SurvivorFrom区。部分对象会在From和To区域中复制来复制去,如此交换15次(由JVM参数MaxTenuringThreshold决定,这个参数默认是15),最终如果还是存活,就存入到老年代
4:大对象特殊情况
如果分配的新对象比较大Eden区放不下但Old区可以放下时,对象会被直接分配到Old区(即没有晋升这一过程,直接到老年代了)

新生区为啥需要Survivor区

    不就是新生代到老年代么,直接Eden到Old不好了吗?为啥要这么复杂?想想如果没有Survivor区,Eden区每进行一次MinorGC存活的对象就会被送到老年代,老年代很快就会被填满。而有很多对象虽然一次MinorGC没有消灭但其实也并不会蹦跶多久,或许第2次第3次就需要被清除。这时候移入老年区,很明显不是一个明智的决定。所以Survivor的存在意义就是减少被送到老年代的对象,进而减少FullGC的发生。Survivor的预筛选保证只有经历16次MinorGC还能在新生代中存活的对象,才会被送到老年代

新生区为啥需要两个Survivor区


    设置两个Survivor区最大的好处就是解决内存碎片化。
假设Survivor如果只有一个区域会怎样?MinorGC执行后Eden区被清空了,存活的对象放到了Survivor区,而之前Survivor区中的对象,可能也有一些是需要被清除的。问题来了,这时候我们怎么清除它们?在这种场景下,我们只能标记清除,而我们知道标记清除最大的问题就是内存碎片,在新生代这种经常会消亡的区域,采用标记清除必然会让内存产生严重的碎片化。因为Survivor有2个区域,所以每次MinorGC,会将之前Eden区和From区中的存活对象复制到To区域。第二次MinorGC时,From与To职责兑换,这时候会将Eden区和To区中的存活对象再复制到From区域,以此反复。这种机制最大的好处就是,整个过程中,永远有一个Survivorspace是空的,另一个非空的Survivorspace是无碎片的。那么,Survivor为什么不分更多块呢?比方说分成三个、四个、五个?显然,如果Survivor区再细分下去,每一块的空间就会比较小,容易导致Survivor区满,两块Survivor区是经过权衡之后的最佳方案。

    实际而言,方法区(Method Area)和堆一样,是各个线程共享的内存区域,它用于存储虚拟机加载的:类信息+普通常量+静态常量+编译器编译后的代码等等,虽然JVM规范将方法区描述为堆的一个逻辑部分,但它却还有一个别名叫做Non-Heap(非堆),目的就是要和堆分开。
    
    对于HotSpot虚拟机,很多开发者习惯将方法区称之为“永久代(Parmanent Gen)” ,但严格本质上说两者不同,或者说使用永久代来实现方法区而已,永久代是方法区(相当于是一个接口interface)的一个实现.

永久区Perm(java7之前有)

    永久存储区是一个常驻内存区域,用于存放JDK自身所携带的 Class,Interface 的元数据,也就是说它存储的是运行环境必须的类信息,被装载进此区域的数据是不会被垃圾回收器回收掉的,关闭 JVM 才会释放此区域所占用的内存。

元空间Metaspace (java8)

    区别于永久代, 元空间在本地内存中分配。
在JDK8里,之前Perm区中的内容:
字符串常量移至堆内存;
其他内容包括类元信息、字段、静态属性、方法、常量等都移动至元空间内

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