[问题贴]小白请教几个关于Java虚拟机内存分配策略的问题

Posted 2020-08-12

最近在看周志明所著的《深入理解Java虚拟机》，有几个问题不太明白，希望大家帮我回答一下。
先说一下我进行试验的环境：

操作系统：Mac OS X 10.11.6 EI Capitan

Java环境: java version "1.8.0_92"

Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_92-b14)

Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.92-b14, mixed mode)

1. 我发现在年轻代中，即使我只是一个空类，没有进行任何的内存分配工作，Eden区域内存还是会被占用一部分，例子如下：

public class BlankedClassSize {

　　public static void main(String[] args) {

　　// TODO Auto-generated method stub
　　}
}

虚拟机参数设置：

-verbose:gc -XX:+UseSerialGC -XX:+PrintGCDetails -Xmx20M -Xms20M -Xmn10M

虚拟机GC情况如下：

Heap

def new generation  total 9216K, used1164K
[0x00000007bf000000, 0x00000007bfa00000, 0x00000007bfa00000)

eden space 8192K,  14% used [0x00000007bf000000, 0x00000007bf1231d0, 0x00000007bf800000)

from space 1024K,   0% used [0x00000007bf800000, 0x00000007bf800000, 0x00000007bf900000)

to   space 1024K,   0% used [0x00000007bf900000, 0x00000007bf900000, 0x00000007bfa00000)

tenured generation   total 6144K, used 0K [0x00000007bfa00000, 0x00000007c0000000, 0x00000007c0000000)

the space 6144K,   0% used [0x00000007bfa00000, 0x00000007bfa00000, 0x00000007bfa00200, 0x00000007c0000000)

Metaspace       used 2666K, capacity 4486K, committed 4864K, reserved 1056768K

class space    used 289K, capacity 386K, committed 512K, reserved 1048576K

问题1：这里是什么占用了内存？

2.当年轻代进行一次GC后，因为年轻代GC是采用复制算法收集内存的，那么正常情况下进行一次Minor GC后，Eden区域占存为什么不是零？是什么占用着内存？例子如下：

public class MinorGC {

    private static final int_1MB = 1024*1024;
    
    public static void main(String[] args) {

        // TODO Auto-generated method stub

        testEdenGC();

    }

    public static void testEdenGC(){

        byte[] allocation1,allocation2,allocation3,allocation4,allocation5,allocation6;

        allocation1=newbyte[_1MB];

        allocation2=newbyte[_1MB];

        allocation3=newbyte[_1MB];

        allocation4=newbyte[_1MB];

        allocation5=newbyte[_1MB];

        allocation6=newbyte[_1MB];

    }

}

虚拟机参数设置：

-verbose:gc -XX:TenuringThreshold=1 -Xms20M -Xmx20M -Xmn10M -XX:SurvivorRation=3 -XX:+PrintGCDetails -XX:+UseSerialGC

虚拟机GC情况：

[GC (Allocation Failure) DefNew: 6029K->1354K(8192K), 0.0032985 secs] 6029K->5450K(18432K), 0.0033216 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]

Heap

def new generation   total 8192K, used 2440K [0x00000007bec00000, 0x00000007bf600000, 0x00000007bf600000)

eden space 6144K,  17% used [0x00000007bec00000, 0x00000007bed0f748, 0x00000007bf200000)

from space 2048K,  66% used [0x00000007bf400000, 0x00000007bf5529b0, 0x00000007bf600000)

to   space 2048K,   0% used [0x00000007bf200000, 0x00000007bf200000, 0x00000007bf400000)

tenured generation   total 10240K, used 4096K [0x00000007bf600000, 0x00000007c0000000, 0x00000007c0000000)

the space 10240K,  40% used [0x00000007bf600000, 0x00000007bfa00040, 0x00000007bfa00200, 0x00000007c0000000)

Metaspace       used 2666K, capacity 4486K, committed 4864K, reserved 1056768K

class space    used 289K, capacity 386K, committed 512K, reserved 1048576K

问题2:根据6026K->1354K(8192K)可知，进行GC后，allocation1转入survivor1，allocation2~4转入老年区，此时eden中还有1354K内存被占用，是什么占用的？根据6029K->5450K(18432K),知道GC后，Java堆内存减少了579K，减少的这部分是谁的内存（明显新建的几个对象都可达，不至于被回收）？

3. 当给新对象分配内存的时候，因为年轻代空间不足，会发生一次minor GC，将年轻代中依然存活的对象复制到老年区，给新对象腾出空间，根据我的实验，此时若老年区内存不够将年轻代对象复制过去但是够新对象的存储，（此时会发生担保失败）则会直接将新对象放进老年代，例子如下：

public class MinorGC {

　　private static  final int_1MB = 1024*1024;

　　public static void main(String[] args) {

　　　　// TODO Auto-generated method stub

　　　　testAllocation();
　　}

　　public static void testAllocation(){

　　　　byte[] allocation1,allocation2,allocation3,allocation4;

　　　　allocation1 = newbyte[2*_1MB];

　　　　allocation2 = newbyte[2*_1MB];

　　　　allocation3 = newbyte[2*_1MB];

　　　　allocation4 = newbyte[4*_1MB];

　　}
}

 虚拟机参数设置如下：

-verbose:gc -Xms16M -Xmx16M -Xmn10M -XX:+PrintGCDetails  -XX:SurvivorRatio=8  -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:MaxTenuringThreshold=15 -XX:+UseSerialGC

GC情况如下：

[GC (Allocation Failure) [DefNew (promotion failed) : 7144K->7474K(9216K), 0.0028055 secs][Tenured: 4096K->4096K(6144K), 0.0015627 secs] 7144K->6473K(15360K), [Metaspace: 2660K->2660K(1056768K)], 0.0044048 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]

Heap

def new generation   total 9216K, used 6555K [0x00000007bf000000, 0x00000007bfa00000, 0x00000007bfa00000)

eden space 8192K,  80% used [0x00000007bf000000, 0x00000007bf666ed0, 0x00000007bf800000)

from space 1024K,   0% used [0x00000007bf900000, 0x00000007bf900000, 0x00000007bfa00000)

to   space 1024K,   0% used [0x00000007bf800000, 0x00000007bf800000, 0x00000007bf900000)

tenured generation   total 6144K, used 4096K[0x00000007bfa00000, 0x00000007c0000000, 0x00000007c0000000)

the space 6144K,  66% used [0x00000007bfa00000, 0x00000007bfe00020, 0x00000007bfe00200, 0x00000007c0000000)

Metaspace       used 2666K, capacity 4486K, committed 4864K, reserved 1056768K

class space    used 289K, capacity 386K, committed 512K, reserved 1048576K

根据上面输出结果，可以看出，GC过程中，年轻代7144K->;7144K(9216K)，并没有将年轻代中的对象转移走，而老年代中4096K->4096K(6144K)，tenured generation   total 6144K, used 4096K,说明allocation4直接被转移到老年代中了。

问题3:难道这种情况下虚拟机会自动设置大对象阈值？？将新对象直接放入老年去？

以上三个问题让我这个虚拟机小白百思不得其解，还希望大家帮我解释一下，在此谢过。