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JVM的垃圾回收機制真是通俗易懂

 更新時間:2022年02月27日 16:10:31   作者:“來都讓一讓”  
這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了JVM的垃圾回收機制,文中示例代碼介紹的非常詳細(xì),具有一定的參考價值,感興趣的小伙伴們可以參考一下,希望能夠給你帶來幫助

堆內(nèi)存的劃分

分為三個部分(以下名詞表示同一個區(qū)):

  • 新生區(qū)、新生代、年輕代
  • 養(yǎng)老區(qū)、老年區(qū)、老年代
  • 永久區(qū)、永久代

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劃分區(qū)域的目的

唯一目的就是優(yōu)化GC性能。

如果沒有分代,我們所有的對象都放在一塊,GC的時候我們需要對堆的所有區(qū)域進行掃描。而很多的對象都是“朝生夕死”的,如果把創(chuàng)建的新的對象都放在某一地方,當(dāng)GC的時候就先把“朝生夕死”對象的區(qū)域進行回收,這樣就會騰出很多大的空間來。

一、新生區(qū)的垃圾回收機制

新生區(qū)分為:Eden區(qū)、Survivor0區(qū)、Survivor1區(qū)(也稱為from區(qū)和to區(qū))
其中Eden區(qū)占80%的內(nèi)存空間,每塊Survivor各占用10%的內(nèi)存空間(如:Eden占800M,每個Survivor占100M)

1.開始時創(chuàng)建的對象都是分配在Eden區(qū)域中,當(dāng)Eden區(qū)快滿了,就會觸發(fā)垃圾回收Minor GC(使用復(fù)制算法進行垃圾回收)

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2.Minor GC處理后,首先會把Eden區(qū)中還存活著的對象一次性轉(zhuǎn)入其中一塊空閑著的Survivor區(qū)。然后清空Eden區(qū),之后創(chuàng)建的對象就繼續(xù)放入Eden區(qū)中了,直至下次Eden又被填滿。

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3.Eden再次被填滿時,就會再次出發(fā)Minor GC,清理后(Minor會清理Eden區(qū)和Survivor區(qū)的內(nèi)存),Eden區(qū)和存在對象的Survivor區(qū)(此時的from區(qū))中存活的對象轉(zhuǎn)移到另一塊空著的Survivor區(qū)中(此時的to區(qū)),并清空Eden區(qū)和之前存在對象的Survivor區(qū)(此時變?yōu)閠o區(qū)了,“From”和“To”會交換他們的角色,也就是新的“To”就是上次GC前的“From”,新的“From”就是上次GC前的“To”。)

這就是復(fù)制算法的流程。
一直要保持一個Survivor區(qū)是空的以提供復(fù)制算法垃圾回收,而這塊區(qū)域的內(nèi)存只占整塊的10%,其他90%內(nèi)存都可以被使用,課件內(nèi)存利用率還是相當(dāng)高的。

二、什么時候進入老年區(qū)呢?

1 經(jīng)歷15次GC后進入老年區(qū)

默認(rèn)情況下,如果新生區(qū)中的某個對象經(jīng)歷了15次GC后,還是沒有被回收掉,那么它就會被轉(zhuǎn)入老年區(qū)。
可通過JVM參數(shù)“-XX:MaxTenuringThreshold”來設(shè)置,默認(rèn)是15。

2 動態(tài)對象年齡判斷

這種方法不用等到經(jīng)歷GC15次。
假如一批對象總大小大于當(dāng)前Survivor區(qū)內(nèi)存的50%,那么大于等于這批對象年齡的對象就會被轉(zhuǎn)移到老年區(qū)。

例:假設(shè)Survivor0區(qū)中的兩個對象都經(jīng)歷的3次GC(年齡3),而且這兩個對象總大小50M,超過了Survivor0區(qū)內(nèi)存大小的一半。那么此時Survivor0區(qū)中年齡大于等于3歲的對象就都要被全部轉(zhuǎn)移到老年區(qū)。

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3 大對象直接進入老年代

有一個JVM參數(shù)"-XX:PretenureSizeThreshold",默認(rèn)值是0,表示任何情況都先把對象分配給Eden區(qū)。
若設(shè)置為1048576字節(jié),也就是1M。則表示當(dāng)創(chuàng)建的對象大于1M時,就會直接把這個對象放入到老年區(qū),就根本不會經(jīng)過新生區(qū)了。
這么做的原因:大對象在經(jīng)歷復(fù)制算法進行GC的時候會降低性能。

4 Minor GC后存活的對象太多無法放入Survivor區(qū)了

Minor GC后存活的對象太多,導(dǎo)致Survivor區(qū)放不下了,此時就會將所有的對象直接轉(zhuǎn)移到老年區(qū)中。

三、老年區(qū)空間分配擔(dān)保原則

執(zhí)行每一次Minor GC前,JVM都先檢查一下老年區(qū)可用的內(nèi)存空間是否大于新生區(qū)所有對象的總大小。

原因:極端情況下,Minor GC后,新生代中所有的對象都活了下來,那就會把所有新生代中的對象放入老年區(qū)中。

  • 如果說老年區(qū)可用內(nèi)存大于新生代對象總大小,那么就可以放心的執(zhí)行Minor GC。
  • 但如果老年區(qū)內(nèi)存小于新生區(qū)對象的總大小,這時候就會看一個參數(shù):“-XX:HandlePromotionFailure”是否設(shè)置為true了。如果為true,就進入下一次判斷,看老年區(qū)可用內(nèi)存是否大于之前每次Minor GC后進入老年區(qū)對象的平均大小。如果老年代可用內(nèi)存小于平均大小或是參數(shù)沒有設(shè)置成true,那就會直接觸發(fā)“Full GC”,就是對老年代進行垃圾回收,騰出空間后,再進行Minor GC,相當(dāng)于對新生區(qū)、老年區(qū)統(tǒng)一做了一次清理。

三種情況遞進理解:

1.如果Minor GC后,存活的對象<Survivor區(qū)大小,直接進入Survivor區(qū)即可;

2.如果Minor GC后,存活的對象>Survivor區(qū)大小,但<老年區(qū)可用內(nèi)存,直接進入老年區(qū);

3.若Minor GC后,此時老年區(qū)都放不下這些存活的對象了,就會觸發(fā)Full GC;
如果Full GC后老年區(qū)內(nèi)存還是不夠用,就會導(dǎo)致OOM內(nèi)存溢出。

四、老年區(qū)垃圾回收算法

標(biāo)記整理算法

【原理】

一開始對象都是任意分布的,在經(jīng)歷完垃圾回收之后,就會標(biāo)記出哪些是存活對象,哪些是垃圾對象,然后就會把這些存活的對象在內(nèi)存中進行整理移動,盡量都挪到一邊去靠在一起,然后再把垃圾對象進行清除,這樣做的好處就是避免了垃圾回收后產(chǎn)生的大片內(nèi)存碎片。

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【缺點】

較為耗時,比復(fù)制算法慢10倍;

所以如果系統(tǒng)頻繁出現(xiàn)Full GC,會嚴(yán)重影響系統(tǒng)性能,出現(xiàn)卡頓。所以JVM優(yōu)化的一大問題就是減少Full GC頻率。

五、垃圾回收器

新生區(qū)和老年區(qū)進行垃圾回收時是通過不同的垃圾回收器進行回收的

Seral 和 Seral Old垃圾回收器

  • 分別用于回收新生區(qū)和老年區(qū)。
  • 單線程運行,垃圾回收時會停止我們系統(tǒng)的其他線程,再執(zhí)行垃圾回收(不再使用);

ParNew和CMS垃圾回收器

  • 分別用于新生區(qū)和老年區(qū);
  • 多線程并發(fā),性能更好,現(xiàn)在一般是線上生產(chǎn)系統(tǒng)的標(biāo)配。

G1垃圾回收器

統(tǒng)一收集新生區(qū)和老年區(qū),采用更加優(yōu)秀的算法機制。

總結(jié)

本篇文章就到這里了,希望能夠給你帶來幫助,也希望您能夠多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容!    

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