深入理解Java虚拟机——内存分配

Posted 2022-03-26 小志的博客

目录

• • 一、内存分配策略
  • 二、对象优先在Eden分配
  • • 2.1、对象优先在Eden分配的概述
    • 2.2、对象优先在Eden分配的参数
    • 2.3、新生代Minor GC 的代码示例
  • 三、大对象直接进入老年代
  • • 3.1、大对象直接进入老年代的概述
    • 3.2、大对象直接进入老年代的参数
    • 3.3、老年代Major GC/Full GC 的代码示例
  • 四、长期存活的对象将进入老年代
  • • 4.1、长期存活的对象将进入老年代的概述
    • 4.2、长期存活的对象将进入老年代的参数
    • 4.3、长期存活的对象将进入老年代的代码示例（1）
    • 4.4、长期存活的对象将进入老年代的代码示例（2）
  • 五、动态对象年龄判断
  • • 1、动态对象年龄判断的概述
    • 2、动态对象年龄判断的代码示例
  • 六、空间分配担保
  • • 6.1、空间分配担保的概述
    • 6.2、空间分配担保的参数

一、内存分配策略

• 对象优先在Eden分配
• 大对象直接进入老年代
• 长期存活的对象将进入老年代
• 动态对象年龄判断
• 空间分配担保

二、对象优先在Eden分配

2.1、对象优先在Eden分配的概述

• 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（新生代GC）。

2.2、对象优先在Eden分配的参数

• -verbose:gc
  输出虚拟机中GC的详细情况

• -XX:+PrintGCDetails
  打印内存回收日志

• -Xms
  设置堆内存最大大小

• -Xmx
  设置堆内存最小大小

• -Xmn
  设置新生代内存

• -Xms20M、-Xmx20M、-Xmn10M
  这3个参数限制了Java堆大小为20MB,不可扩展，其中10MB分配个新生代，剩下的10MB分配给老年代

• -XX:SurvivorRatio=8
  决定了新生代中Eden区与一个Survivor区的空间比例8:1

• Minor GC（新生代GC）
  指发生在新生代的垃圾收集动作，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。

• Major GC/Full GC（老年代GC）
  指发生在老年代的GC，出现了Major GC，经常会伴随至少一次的Minor GC。Major GC的速度一般会比
  Minor GC慢10倍以上。

2.3、新生代Minor GC 的代码示例

• VM参数

  

• 代码

  /**
   * @description: 新生代Minor GC 示 例
   *            VM参数：-verbose:gc -XX:+PrintGCDetails -Xms20M -Xmx20M -Xmn10M -XX:SurvivorRatio=8
   * @author: xz
   */
  public class Test 
      private static final int _1MB = 1024 * 1024;
      public static void main(String[] args) 
          byte[] b1 = new byte[2*_1MB];
          byte[] b2 = new byte[2*_1MB];
          byte[] b3 = new byte[2*_1MB];
      
  
  

• 输出结果
  

三、大对象直接进入老年代

3.1、大对象直接进入老年代的概述

• 大对象指的是，需要大量连续内存空间的Java对象，最典型的大对象就是那种很长的字符串以及数组。

3.2、大对象直接进入老年代的参数

• -XX:PretenureSizeThreshold
  令大于这个设置值的对象直接在老年代分配，目的是避免在Eden区及Survivor区之间发生大量的内存复制。

• -XX:PretenureSizeThreshold=被设置为3MB（就是3145728，这个参数不能像Xmx之类的参数一样写3MB）。因此超过3MB的对象都会直接在老年代进行分配。

3.3、老年代Major GC/Full GC 的代码示例

• VM参数
  

• 代码

  /**
   * @description: 老年代Major GC/Full GC 示例
   *            VM参数：-verbose:gc -XX:+PrintGCDetails 
   * 				     -Xms20M -Xmx20M -Xmn10M -XX:SurvivorRatio=8
   * 					 -XX:PretenureSizeThreshold=3145728
   * @author: xz
   */
  public class Test 
      private static final int _1MB = 1024 * 1024;
      public static void main(String[] args) 
          byte[] b1 = new byte[9*_1MB];
  
      
  
  

• 输出结果
  

四、长期存活的对象将进入老年代

4.1、长期存活的对象将进入老年代的概述

• 虚拟机给每一个对象定义了一个对象年龄计数器，如果对象在Eden出生并经过第一次Minor GC（新生代GC）后仍然存活，并且能被Survivor容纳的话，将被移动到Survivor空间中，并对对象年龄设为1。
• 对象在Survivor区中每“熬过”一次Minor GC，年龄就增加1岁，当它的年龄增加到一定程度（默认为15岁），就将会被晋升到老年代中。

4.2、长期存活的对象将进入老年代的参数

• -XX:MaxTenuringThreshold
  对象晋升老年代的年龄阀值

4.3、长期存活的对象将进入老年代的代码示例（1）

• VM参数，-XX:MaxTenuringThreshold 设置为1
  

• 代码

  /**
   * @description: 长期存活的对象将进入老年代的代码示例
   *            VM参数：-verbose:gc -XX:+PrintGCDetails 
   * 					 -Xms20M -Xmx20M -Xmn10M -XX:SurvivorRatio=8 	
   * 					 -XX:MaxTenuringThreshold=1
   * @author: xz
   */
  public class Test 
      private static final int _1MB = 1024 * 1024;
      public static void main(String[] args) 
          byte[] b1 = new byte[_1MB/4];
          //什么时候进入老年代取决于-XX:MaxTenuringThreshold 设置
          byte[] b2 = new byte[4*_1MB];
          byte[] b3 = new byte[4*_1MB];
          byte[] b4 = null;
          byte[] b5 = new byte[4*_1MB];
      
  
  

• 输出结果
  

4.4、长期存活的对象将进入老年代的代码示例（2）

• VM参数，-XX:MaxTenuringThreshold 设置为15
  

• 代码

  package com.xz.springboottest.day10;
  
  /**
   * @description: 长期存活的对象将进入老年代的代码示例
   *            VM参数：-verbose:gc -XX:+PrintGCDetails -Xms20M 
   * 					 -Xmx20M -Xmn10M -XX:SurvivorRatio=8 
   * 					 -XX:MaxTenuringThreshold=15
   * @author: xz
   */
  public class Test 
      private static final int _1MB = 1024 * 1024;
      public static void main(String[] args) 
          byte[] b1 = new byte[_1MB/4];
          //什么时候进入老年代取决于-XX:MaxTenuringThreshold 设置
          byte[] b2 = new byte[4*_1MB];
          byte[] b3 = new byte[4*_1MB];
          byte[] b4 = null;
          byte[] b5 = new byte[4*_1MB];
      
  
  
  

• 输出结果
  

五、动态对象年龄判断

1、动态对象年龄判断的概述

• 虚拟机并不是永远地要求对象的年龄必须达到了MaxTenuringThreshold才能晋升老年代，如果Survivor空间中相同年龄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，无须等到MaxTenuringThreshold中要求的年龄。

2、动态对象年龄判断的代码示例

• VM参数，-XX:MaxTenuringThreshold 设置为15
  

• 代码

  /**
   * @description: 动态对象年龄判断 示例
   *            VM参数：-verbose:gc -XX:+PrintGCDetails -Xms20M
   * 					 -Xmx20M -Xmn10M -XX:SurvivorRatio=8 
   * 					 -XX:MaxTenuringThreshold=15
   * @author: xz
   */
  public class Test 
      private static final int _1MB = 1024 * 1024;
      public static void main(String[] args) 
          byte[] b1,b2,b3,b4;
          b1 = new byte[_1MB/4];
          //b1+b2大于Survivor空间一半
          b2 = new byte[_1MB/4];
          b3 = new byte[4*_1MB];
          b4 = new byte[4*_1MB];
          b4 = null;
          b4 = new byte[4*_1MB];
      
  
  

• 输出结果

  

六、空间分配担保

6.1、空间分配担保的概述

• 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，
• 如果条件成立，那么Minor GC可以确保是安全的。
• 如果条件不成立，虚拟机会查看HandlePromotionFailure设置值是否允许担保失败。
  （1）、如果允许，那么会继续检查老年代的最大可用的连续空间是否大于历次晋升到老年代对象的平均大小。
  （2）、 如果大于，将尝试着进行一次Minor GC，尽管这次Minor GC是有风险的，
  （3）、如果小于或者HandlePromotionFailure设置不允许冒险，这时也要改为进行一次Full GC。

6.2、空间分配担保的参数

• HandlePromotionFailure
  设置值是否允许担保失败。如果是true，表示允许担保失败，如果是false，则相反。
• JDK6 Update 24之后，HandlePromotionFailure 这个参数不会再影响到虚拟机的空间分配担保策略，JDK6 Update 24之后的规则变为只要老年代的连续空间大于新声带对象总大小或者历次晋升的平均大小就会进行Minor GC，否则将进行Full GC。