关于java:jvm堆内存和GC简介

最近常常遇到jvm内存问题，感觉还是有必要整顿下jvm内存的相干逻辑，这里只形容jvm堆内存，对外内存暂不论述。

jvm内存简图

1. jvm内存分为堆内存和非堆内存，堆内存分为年老代、老年代，非堆内存里只有个永恒代。
2. 年老代分为生成区（Eden）和幸存区（Survivor），幸存区由FromSpace和Tospace两局部组成，默认状况下，内存大小比例：Eden：FromSpace：ToSpace 为 8:1:1。
3. 堆内存寄存的是对象，垃圾收集器回收的就是这里的对象，不同区域的对象依据不同的GC算法回收，比方年老代对应Minor GC，老年代对应Major GC。
4. 非堆内存即永恒代，也称为办法区，存储的是程序运行时长期存活的对象，比方类的元数据、办法、常量、属性等。
5. 在jdk1.8废除了永恒代，应用元空间（MetaSpace）取而代之，元空间存储的对象与永恒代雷同，区别是：元空间并不在jvm中，应用的是本地内存。

   为什么移除永恒代呢

为交融HotSpot JVM与JRockit VM（新JVM技术）而做出的扭转，因为JRockit没有永恒代。

分代概念

首先，GC是Garbage Collection，即垃圾回收。

新生成的对象首先寄存在生成区，当生成区满了，触发Minor GC，存活下来的对象转移到Survivor0，即FromSpace，Survivor0区满后触发执行Minor GC，存活对象挪动到Suvivor1区，即ToSpace，通过屡次Minor GC依然存活的对象转移到老年代。

所以老年代存储的是长期流动的对象，当老年代满了会触发Major GC。

Minor GC和Major GC是俗称，有些状况下Major GC和Full GC是等价的，如果登程了Full GC,那么所有线程必须期待GC实现能力持续（见GC分类和算法）。

分代起因

将对象依据存活概率进行分类，对存活工夫长的对象，放到固定区，从而缩小扫描垃圾工夫及GC频率。针对分类进行不同的垃圾回收算法，对算法取长补短。

为什么幸存辨别为大小雷同的两局部：S0，S1

次要为了解决碎片化，因为回收一部分对象后，残余对象占用的内存不间断，也就是碎片化，过于重大的话，以后间断的内存不够新对象寄存就会触发GC，这样会进步GC的次数，升高性能，当S0 GC后存活对象转移到S1后存活对象占用的就是间断的内存。

GC分类和相干算法

咱们来看下GC分类，能力分明什么时候触发Full GC、和非Full GC，GC大抵分为两种：

• Partial GC：并不收集整个GC堆的模式，即能够了解为非Full GC

  • Young GC：只收集young gen的GC
  • Old GC：只收集old gen的GC。只有CMS有这个模式
  • Mixed GC：收集整个young gen以及局部old gen的GC。只有G1有这个模式
• Full GC：收集整个堆，包含young gen、old gen、perm gen（如果存在的话）等所有局部的模式。

下面说的CMS和G1都是GC的算法，相干GC算法如下：

1. Serial GC算法：Serial Young GC ＋ Serial Old GC （实际上它是全局范畴的Full GC）；
2. Parallel GC算法：Parallel Young GC ＋ 非并行的PS MarkSweep GC / 并行的Parallel Old GC（这俩实际上也是全局范畴的Full GC），选PS MarkSweep GC 还是 Parallel Old GC 由参数UseParallelOldGC来管制；
3. CMS算法：ParNew（Young）GC + CMS（Old）GC ＋ Full GC for CMS算法；
4. G1 GC算法：Young GC + mixed GC（新生代，再加上局部老生代）＋ Full GC for G1 GC算法（应答G1 GC算法某些时候的不赶趟，开销很大）；

GC触发条件

• Young GC：各种Young GC触发的条件都是Eden区满了。
• Serial Old GC／PS MarkSweep GC／Parallel Old GC：当筹备要触发一次young GC时，如果发现统计数据说之前young GC的均匀降职大小比目前old gen残余的空间大，则不会触发young GC而是转为触发full GC。
• Full GC for CMS：老年代应用比率超过某个值。
• Full GC for G1 GC：Heap应用比率超过某个值。
• 如果有perm gen的话，要在perm gen调配空间但曾经没有足够空间时，也要触发一次full GC。

  小结：不同算法对应的GC回收条件是不同的。

  GC形式

  标记-革除（Mark-Sweep）

  GC分为两个阶段，标记和革除。首先标记所有可回收的对象，在标记实现后对立回收所有被标记的对象。同时会产生不间断的内存碎片，碎片过多会导致当前程序运行时须要调配较大对象时，无奈找到足够的间断内存，而不得已再次触发GC。

  红色代表被标记的可回收对象，绿色代表存活对象
  
  革除后如下：
  
  复制（Copy）

  将内存按容量划分为两块，每次只应用其中一块。当这一块内存用完了，就将存活的对象复制到另一块上，而后再把已应用的内存空间一次清理掉。这样使得每次都是对半个内存区回收，也不必思考内存碎片问题，简略高效。毛病须要两倍的内存空间。

革除前：

革除后：

标记-整顿（Mark-Compact）

也分为两个阶段，首先标记可回收的对象，再将存活的对象都向一端挪动，而后清理掉边界以外的内存。此方 法防止标记-革除算法的碎片问题，同时也防止了复制算法的空间问题。

个别年老代中执行GC后，会有大量的对象存活，就会选用复制算法，只有付出大量的存活对象复制老本就能够 实现收集。而老年代中因为对象存活率高，没有额定过多内存空间调配，就须要应用标记-清理或者标记-整顿算法来 进行回收。

革除前：

革除后：

附GC算法参数

先到这里吧，思否公布之后不能再次编辑，我感觉能够思考改良下。