JVMGCOOM知多少？

Posted 2021-04-17 彼岸飞翔

JVM

Java Virtual Machine（Java虚拟机），GC就是Java垃圾回收机制，主流的JVM（HotSpot）采用分代收集算法，新生代采用复制算法回收，老年代采用标记-整理算法回收。Java采用的是类似树形结构的可达性分析法来判断对象是否还存在引用。即从GC roots开始，把所有可以搜索得到的对象标记为存活对象。

JVM的内存空间包含：

程序计数器：线程私有，是一块较小的内存，是当前线程所执行的字节码的行号指示器，是Java虚拟机规范中唯一没有规定OOM（OutOfMemoryError）的区域

Java栈：线程私有，生命周期和线程相同。为每一个执行方法创建一个栈帧，用于存储局部变量和操作数（对象引用）。

Java堆：所有线程共享，虚拟机启动时创建。存放对象实例和数组，所占内存最大。分为新生代（Minor）、老年代（Major）。新生代分Eden区，Survivor区，Survivor区又分为From space 区和To space区。Eden区和Survivor区的内存比为8:1:1，当扩展内存大于可用内存，抛出OOM。老年代用于存放经过多次Minor GC 之后依然存活的对象。

方法区：所有线程共享。用于存储已被虚拟机加载的类的信息，常量，静态变量等数据。又称为非堆（Non-Heap），又称“永久代”。GC很少在这个区域进行，但不代表不会回收。这个区域回收目标主要是针对常量池的回收和对类型的卸载。内存不足抛出OOM。

本地方法栈：线程私有。与Java栈类似，但，不是为Java方法服务，是Native方法区，也会抛出StackOverFlowError和OOM。

GC机制

Minor GC：指从新生代空间回收内存，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，一般回收速度比较快。执行Minor GC操作时，一般不会影响到永久代。所有的 Minor GC 都会触发“全世界的暂停（stop-the-world）”，停止应用程序的线程，不过这个过程非常短暂。

Major GC / Full 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（但非绝对的，ParallelScavenge 收集器的收集策略里就有直接进行 Major GC 的策略选择过程） 。MajorGC 的速度一般会比 Minor GC 慢 10倍以上。

Minor GC 触发条件：当新生代满时就会触发Minor GC ，年轻代指的是Eden区满，Survivor区满不会引发GC。

Full GC 触发条件：

（1）调用System.gc时，系统建议执行Full GC，但是不必然执行

（2）老年代空间不足

（3）方法区空间不足

（4）通过Minor GC后进入老年代的平均大小大于老年代的可用内存

（5）由Eden区、From Space区向To Space区复制时，对象大小大于To Space可用内存，则把该对象转存到老年代，且老年代的可用内存小于该对象大小

可达性分析算法

在进行可达性分析算法，如果对象在进行可达性分析后发现没有与GC Roots 相连接的引用链（从GC Roots’ 的对象作为起始点，所走过的路径称为引用链），那他将会被第一次标记并且进行一次筛选，筛选条件是此对象是否有必要执行 finalize() 方法（该方法只会被系统自动调用一次）。当对象没有覆盖finalize() 方法，或者 finalize() 方法已经被虚拟机调用过，虚拟机将这两种情况都视为“没有必要执行”，即意味着可直接回收。

如果这个对象被判定为有必要执行 finalize() 方法，那么这个对象就会放置在一个叫做 F-Queue 的队列中，并在稍后由一个由虚拟机自动建立的、低优先级的Finalizer 线程去执行它。这里所谓的“执行”是指虚拟机会出发这个方法，并不承诺或等待他运行结束。finalize() 方法是对象逃脱死亡命运的最后一次机会，稍后 GC 将对 F-Queue 中的对象进行第二次小规模的标记，如果对象要在 finalize() 中成功拯救自己，只要重新与引用链上的任何一个对象简历关联即可。

虚拟机给每个对象定义了一个对象年龄（Age）计数器。如果对象在Eden出生，当GC线程启动时，会通过可达性分析法，经过第一次Minor GC后仍然存活，并且能被Survivor容纳的话，Eden区和From Space区的存活对象复制到To Space区，然后把Eden 区和From Space区的对象释放掉，将被移动到Survivor区的对象年龄设为 1。GC轮循扫描To Space区，对象在To Space区中每熬过一次Minor GC，年龄就增加1，当它的年龄增加到一定程度（默认为15）时，就把依然存活的对象复制到老年代中。对象晋升老年代的年龄阈值，可以通过参数-XX:MaxTenuringThreshold 来设置。