Java虚拟机的JVM垃圾回收机制

1.JVM内存空间

  JVM堆（Heap）= 新生代（Young） + 旧生代（Tenured）

? 分区作用： 

新创建的对象通常先将其分配在新生代中，在新生代中经过若干次GC之后仍未释放的对象，再将它移动到旧生代。为了让内存回收更高效（GC会暂停JVM中的应用），Sun JDK在1.2开始对堆采用了分代管理的方式。在分配对象遇到内存不足时，先对新生代进行GC（Young GC）；当新生代GC之后仍无法满足内存空间分配需求时， 才会对整个堆空间以及方法区进行GC （Full GC）

? 相关参数：

-Xms                       -- 设置堆内存初始大小

 -Xmx                       -- 设置堆内存最大值

-XX:MaxTenuringThreshold  -- 设置对象在新生代中存活的次数

-XX:PretenureSizeThreshold  -- 设置超过指定大小的大对象直接分配在旧生代中

? 注意点：当新生代设置得太小时，也可能引发大对象直接分配到旧生代中。

  新生代（Young）= Eden区 + Survivor区

? 分区作用：

Eden区为对象通常最初分配到的地方，Survivor区分为S0和S1两块大小相等的区域。JVM进行Minor GC时，将Eden中还存活的对象拷贝到Survivor区中，还会将Survivor区中还存活的对象拷贝到Tenured区中。在这种GC模式下，JVM为了提升GC效率， 将Survivor区分为S0和S1，这样就可以将对象回收和对象晋升分离开来。

? 相关参数：

-Xmn             -- 设置新生代内存大小。

-XX:SurvivorRatio  -- 设置Eden与Survivor空间的大小比例

? 注意点： 图中Virtual部分表示可伸缩的内存空间，当用-Xms在指定堆的初始大小为128m，通过-Xmx指定堆最大为256m时，JVM会根据内存情况在128m与256m之间伸缩。为了避免JVM进行这些伸缩消耗性能，对于能够提供稳定内存空间的用作服务器的JVM，通常将-Xms和-Xmx设置为相等。

  方法区（Perm）

? 分区作用：

也被成为持久代，用来存放JVM加载的类型信息。包括: 类型基本信息，常量池，字段信息，方法信息，类变量，指向ClassLoader的引用，Class类的引用，方法表等。方法区是全局共享的，在一定条件下也会被GC。

? 相关参数：

-XX:PermSize        --设置Perm区的初始大小

-XX:MaxPermSize    --设置Perm区的最大值

  JVM方法栈（注意：不是分区）

? 作用： 

JVM方法栈为JVM线程私有内存，当方法运行完毕后，其对应的栈帧内存会自动释放

? 相关参数：

-Xss                  --设置方法栈的最大值

? TLAB：

JVM所占用的主要内存都是从堆空间分配的，堆是所有线程共享的，因此在堆上分配内存需要加锁，Sun JDK为提升效率，会为每个新建的线程在Eden上分配一块独立的空间由该线程独享，这块空间称为TLAB（Thread Local Allocation Buffer）。其大小由JVM根据运行情况计算得到，也可通过参数-XX:TLABWasteTargetPercent来设置TLAB可占用的Eden空间的百分比，默认值为1%。在TLAB上分配内存不需要加锁，因此JVM在给线程中的对象分配内存时会尽量在TLAB上分配。如果对象过大或TLAB用完，则仍然在堆上进行分配。

2.Sun JDK GC收集器

收集器主要分为引用计数器和跟踪收集器两种，Sun JDK中采用跟踪收集器作为GC实现策略。

  跟踪收集器简介

跟踪收集器采用集中式的管理方式，全局记录数据的引用状态。触发执行时需要从根节点来扫描对象的引用关系，可能会造成应用程序暂停。主要有三种实现算法：复制（Copying） 、 标记-清除（Mark-Sweep） 、 标记-压缩（Mark-Compact） 。下文将简单介绍这三种算法的过程，有助于后续的GC策略理解和分析。

  复制（Copying）

? 算法：复制采用的方式为从根集合扫描出存活的对象，并将找到的存活对象复制到一块新的完全未使用的空间中。

? 过程：注意，红叉为不存活的对象所占用内存空间

  标记-清除（Mark-Sweep）

? 算法：标记-清除采用的方式为从根集合开始扫描，对存活的对象进行标记，标记完毕后，再扫描整个空间中未标记的对象，并进行回收。

? 过程：

ü   优缺点：在空间中存活对象较多的情况下较为高效，但由于该算法为直接回收不存活对象所占用的内存，因此会造成内存碎片。