jvm对象从新生代到老年代_JVM内存模型2(堆)

4. 堆

一个JVM实例只存在一个堆内存&＃xff0c;堆内存是java内存管理的核心区域&＃xff0c;在JVM启动的时候就被创建了&＃xff0c;大小也确定了(可调节)

堆在物理上可以不连续&＃xff0c;但是逻辑上应被视为连续的

方法结束后&＃xff0c;堆中的对象不会立即消失&＃xff0c;要等到gc后才会消失

进程的所有线程共享Java堆&＃xff0c;但是还可以划分线程私有的缓冲区&＃xff1a;TLAB (Thread Local Allocation Buffer)

• jdk1.7及之前&＃xff0c;堆分为&＃xff1a;新生代(Eden:Survivor0:Survivor1&＃61;8:1:1)&＃xff0c;老年代。&＃xff08;永久代属于方法区&＃xff09;
• jdk1.8及之后&＃xff0c;堆分为&＃xff1a;新生代&＃xff0c;老年代。&＃xff08;元空间属于方法区&＃xff09;

设置堆的大小

设置堆区起始内存大小&＃xff1a;-Xms或者-XX:InitialHeapSize&＃xff0c;默认大小是&＃xff1a;电脑物理内存大小/64

设置堆区最大内存大小&＃xff1a;-Xmx或者-XX:MaxHeapSize&＃xff0c;默认大小是&＃xff1a;电脑物理内存大小/4

设置起始堆大小是只包含新生代和老年代的&＃xff0c;不包含永久代/元空间

一旦堆区内存大小超过设置的最大内存大小&＃xff0c;就会出现OOM

通常将起始内存和最大内存设置相同的值&＃xff0c;不需要在gc清理完堆后重新计算调整堆区大小&＃xff0c;从而提高性能

查看堆大小相关命令&＃xff1a;

jps&＃xff1a;查看java进程的pid

jstat -gc pid&＃xff1a;查看pid的内存信息

或者直接添加运行参数-XX:&＃43;PrintGCDetails&＃xff0c;在程序执行完显示

年轻代和老年代

JVM中的对象可分为两类&＃xff1a;一类生命周期较短&＃xff0c;创建消亡都很快。另一类生命周期很长。分别存放到年轻代和老年代区域

默认新生代&＃xff1a;老年代&＃61;1&＃xff1a;2&＃xff0c;新生代中Eden&＃xff1a;from&＃xff1a;to&＃61;8&＃xff1a;1&＃xff1a;1

调整新生代和老年代的占比(一般不去调)&＃xff1a;-XX:NewRatio&＃61;4&＃xff0c;表示新生代占1&＃xff0c;老年代占4&＃xff0c;新生代占整个堆的1/5

• • 查看当前进程新生代和老年代的占比&＃xff1a;jinfo -flag NewRatio pid
  • 设置新生代空间的大小(一般不设置&＃xff0c;用比例就好)&＃xff1a;-Xmn

调整新生代中Eden和Survivor的占比&＃xff1a;-XX:SurvivorRatio&＃61;8&＃xff0c;表示Eden占8&＃xff0c;两个Survivor各占1

• • 默认有自适应比例的机制&＃xff1a;-XX:-UseAdaptiveSizePolicy关闭自适应分配策略
  • 查看当前比例&＃xff1a;jinfo -flag SurvivorRatio pid

设置晋升老年代的年龄&＃xff1a;-XX:MaxTenuringThreshold&＃61;&＃xff0c;默认值是15

当Eden区满的时候就会触发YGC/MinorGC&＃xff0c;将Eden和Survivor一起回收&＃xff0c;但是Survivor区满的时候不会触发YGC&＃xff01;&＃xff01;&＃xff01;&＃xff01;&＃xff01;

对象分配过程

当新对象太大&＃xff0c;Eden放不下&＃xff0c;YGC之后依然放不下&＃xff0c;就会直接晋升到老年代区

当YGC时&＃xff0c;Survivor区不够放时&＃xff0c;对象会直接晋升到老年代区

动态对象年龄判断/动态年龄计算&＃xff1a; 如果Sruvior区中从小到大到某个年龄的所有对象大小总和大于Survivor空间的一半&＃xff0c;则年龄大于等于该年龄的对象直接进入老年代&＃xff0c;无需达到MaxTenuringThreshold&＃xff0c;同时会取这个年龄和MaxTenuringThreshold的较小值作为新的晋升阈值。动态年龄计算可以避免我们手动设置的MaxTenuringThreshold过大的问题&＃xff0c;防止survivor区溢出。此外防止MaxTenuringThreshold过小&＃xff0c;过早晋升导致大量短期对象被晋升到老年代&＃xff0c;老年代空间迅速增长&＃xff0c;引起频繁的MajorGC&＃xff0c;严重影响GC性能

MinorGC、MajorGC、FullGC

JVM进行GC时&＃xff0c;并不是每次都对三个内存区域(新生代&＃xff0c;老年代&＃xff1b;永久代/元空间)一起回收的&＃xff0c;大部分时候回收的都是新生代

针对HotSpot的实现&＃xff0c;它里面把GC按照回收区域分为两类&＃xff1a;部分收集(Partial GC)&＃xff0c;完全收集(Full GC)

部分收集&＃xff1a;不是完整收集整个堆的垃圾

1. 新生代收集(Minor GC/Young GC)&＃xff1a;只收集新生代的垃圾
2. 老年代收集(Major GC/Old GC)&＃xff1a;只收集老年代的垃圾。目前只有CMS GC会单独收集老年代。多数时候MajorGC会和FullGC混淆使用&＃xff0c;要具体分辨是老年代回收还是整个堆的回收
3. 混合收集(Mixed GC)&＃xff1a;收集整个新生代以及部分老年代的垃圾。目前只有G1 GC会有这种行为
4. 整堆收集&＃xff1a;Full GC收集整个java堆和方法区的垃圾

TLAB

Thread Local Allocation Buffer(TLAB)&＃xff1a;由于堆区是线程共享的&＃xff0c;为了避免多线程操作同一地址&＃xff0c;通常需要使用加锁等机制&＃xff0c;但是降低了效率。

于是JVM在Eden区中为每个线程分配了一个私有的缓存区域&＃xff0c;使用TLAB可以避免线程安全问题&＃xff0c;提升内存分配的吞吐量&＃xff0c;这就是快速分配策略

TLAB区域非常小&＃xff0c;只占整个Eden区的1%&＃xff0c;JVM将TLAB作为内存分配的首选&＃xff0c;可以通过-XX:TLABWasteTargetPercent设置TLAB空间占Eden的百分比大小

一旦对象在TLAB空间分配内存失败时&＃xff0c;JVM就会尝试使用加锁机制确保数据操作的原子性&＃xff0c;从而直接在Eden空间中分配内存

-XX:UseTLAB查看是否开启TLAB&＃xff0c;默认是开启的

堆不是对象分配的唯一选择

随着JIT编译器的发展和逃逸分析技术逐渐成熟&＃xff0c;栈上分配、标量替换优化技术有可能导致对象分配到栈上

如果经过逃逸分析(Escape Analysis)后发现&＃xff0c;一个对象没有逃逸出方法的话&＃xff0c;就可能被优化成栈上分配&＃xff0c;这样就无需在堆上分配&＃xff0c;无需进行垃圾回收了

• 栈上分配&＃xff1a; JIT编译器在编译期间根据逃逸分析的结果&＃xff0c;对于没有逃逸的对象&＃xff0c;就可能被优化成栈上分配。(目前HotSpot只有标量替换)
• 同步省略 / 锁消除&＃xff1a; JIT编译器在借助逃逸分析判断同步块所使用的锁对象是否只能被一个线程访问而没有被发布到其他线程&＃xff0c;如果是&＃xff0c;JIT编译器在编译这个同步代码块时就取消对这部分代码的同步&＃xff0c;提高性能&＃xff0c;也叫锁消除
• 分离对象 / 标量替换&＃xff1a; 有的对象不会被外界访问到&＃xff0c;那么对象的部分或全部可以不存储在内存&＃xff08;堆&＃xff09;&＃xff0c;而是存储到CPU寄存器&＃xff08;栈&＃xff09;中。即JIT优化把对象拆解成若干标量&＃xff0c;存储到栈上&＃xff0c;而不会创建对象
  • 标量&＃xff1a;不可以再拆分成更小的数据的数据。Java中原始数据类型都是标量
  • 聚合量&＃xff1a;可以拆分为其他聚合量和标量。如Java中的类