JVM-堆空间内存分配和各区GC垃圾回收

一、堆的简介

（1）一个JVM实例只存在一个堆内存，堆也是Java内存管理的核心区域。
（2）Java 堆区在JVM启动的时候即被创建，其空间大小也就确定了。是JVM管理的最大的一块内存空间。
（3）堆内存的大小是可以调节的。堆可以处于物理上不连续的内存空间中，但在逻辑上它应该被视为连续的。

（4）所有的线程共享Java堆

（5）数组和对象可能永远不会存储在栈上，因为栈帧中保存引用，这个引用指向对象或者数组在堆中的位置。

（6）在方法结束后，堆中的对象不会马上被移除，仅仅在垃圾收集的时候才会被移除。

（7）堆，是GC ( Garbage Collection， 垃圾收集器)执行垃圾回收的重点区域。

二、堆空间内存分配

1. 需要注意的是：堆空间逻辑上分为三部分，但实际上还是新生区和老年区两部分，元空间（永久代）属于方法区

java 8之前,永久区

java 8和8之后，更名为元空间

2.年轻代(YoungGen)和老年代（OldGen）

(1)java对象的分类

存储在JVM中 的Java对象可以被划分为两类:
➢一类是生命周期较短的瞬时对象，这类对象的创建和消亡都非常迅速
➢另外一类对象的生命周期却非常长，在某些极端的情况下还能够与JVM的生命周期保持一致。

(2)Java堆区进一步细分的话， 可以划分为年轻代(YoungGen)和老年代(0ldGen)

其中年轻代又可分为：Eden空间（伊甸园区）、Survivor0空间（幸存者0区）和Survivor1空间（幸存者1区） (有时也叫做from区、to区,复制之后有交换，谁空谁是to区)。

(3)默认新生代与老年代的空间占比1：2


也可以手动修改新生代与老年代的占比

(4)默认新生代中伊甸园区：幸存者0区：幸存者1区=8：1：1

注意：因为自适应分配策略的开启，所以实际中的三者占比可能不是8：1：1,通过命令来开启或关闭自适应。

三、对象分配过程和策略

1.一般对象的分配
（1）.new的对象先放伊甸园区。此区有大小限制。
（2）.当伊甸园的空间填满时，程序又需要创建对象，JVM的垃圾回收器将对伊甸园区进行垃圾回收(Minor GC)，将伊甸园区中的不再被其他对象所引用的对象进行销毁。再加载新的对象放到伊甸园区
（3）.然后将伊甸园中的剩余对象移动到幸存者0区。
（4）.如果再次触发垃圾回收，此时上次幸存下来的放到幸存者0区的，如果没有回收就会放到幸存者1区。
（5）.如果再次经历垃圾回收，此时会重新放回幸存者0区，接着再去幸存者1区。
（6）.啥时候能去养老区呢?可以通过年龄计数器来设置次数。默认是15次。可以设置参数: -XX:MaxTenuringThreshold=<次数>进行设置。
（7）.在养老区，相对悠闲。当养老区内存不足时，再次触发GC: Major GC， 进行养老区 的内存清理。
（8）若养老区执行了Major GC之后发现依然无法进行对象的保存，就会产生OOM异常

2.特殊对象分配

超大对象在YGC之前伊甸园区放不下或者YGC之后幸存者区都放不下，直接晋升为老年代，若老年代还无法保存，则产生OOM异常

3.内存分配策略

(1).如果对象在Eden出生并经过第一次MinorGC 后仍然存活，并且能被Survivor容纳的话，将被移动到Survivor空间中，并将对象年龄设为1。对象在Survivor区中每熬过一次MinorGC ，年龄就增加1 岁，当它的年龄增加到一定程度(默认为15岁，其实每个JVM、每个GC都有所不同)时，就会被晋升到老年代中。

对象晋升老年代的年龄阈值，可以通过选项-xx :MaxTenuringThreshold来设置。
(2).针对不同年龄段的对象分配原则如下所示:

四、线程私有缓冲区TLAB(Thread Local Allocation Buffer)

TLAB存在于堆空间中年轻代里面的伊甸园区中的很小一块区域，因为堆内存被所有线程共享，所以难免出现线程安全问题,如果创建的对象比较小，所以就可以把Eden区分成小格小格的。 每个线程用自己的小格子来分置对象，避免线程同步。如果对象比较大，则使用伊甸园区中的非TLAB区。

五、Minor GC、Major GC、Full GC

1.年轻代GC(Minor GC)触发机制
①当年轻代空间不足快满时，就会触发Minor GC，Survivor满不会引发GC，它是被动收集。(每次 Minor GC会清理年轻代的内存。)
②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。
③Minor GC会引发STW， 暂停其它用户的线程，等垃圾回收结束，用户线
程才恢复运行。

2.老年代GC (Major GC/Old GC)触发机制
①指发生在老年代的GC，对象从老年代消失时，我们说“Major GC" 发生了。
②出现了Major GC，经常会伴随至少一次的Minor GC (但非绝对的，在Parallel
Scavenge收集器的收集策略里就有直接进行Major GC的策略选择过程)。也就是在老年代空间不足时，会先尝试触发Minor GC。如果之后空间还不足，则触发Major GC
③Major GC的速度一般会比Minor GC慢10倍以上，STW的时间更长。
④如果Major GC后，内存还不足，就报OOM了。

3.Full GC触发机制

触发Fu11 GC执行的情况有如下五种:
(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、survivor space0 (From Space) 区向survivor space1 (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
说明: full gc是开发或调优中尽量要避免的。这样暂时时间会短一些。

六、小节

1.年轻代是对象的诞生、成长、消亡的区域，一个对象在这里产生、应用，最后被垃圾回收器收集、结束生命。

2.老年代放置长生命周期的对象，通常都是从Survivor区域筛选拷贝过来的Java对象。当然，也有特殊情况，我们知道普通的对象会被分配在TLAB上; 如果对象较大，JVM会试图直接分配在Eden其他位置上;如果对象太大，完全无法在新生代找到足够长的连续空闲空间，JVM就会直接分配到老年代。

3.当GC只发生在年轻代中，回收年轻代对象的行为被称为MinorGC。当GC发生在老年代时则被称为MajorGC或者FullGC。 一般的，MinorGC的发生频率要比MajorGC高很多,即老年代中垃圾回收发生的频率将大大低于年轻代。

4.堆空间的参数设置
官网说明：https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/unix/java.html
常用参数

标签：Major,对象,GC,内存,JVM,伊甸园,Minor
来源： https://blog.csdn.net/qq_46074155/article/details/117778629