java之分配和管理JVM內(nèi)存-創(chuàng)新互聯(lián)

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這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了java分配和管理JVM內(nèi)存的方法，文中示例介紹的非常詳細(xì)，圖文詳解容易學(xué)習(xí)，非常適合初學(xué)者入門。

一.垃圾搜集算法

• JVM中的內(nèi)存分配機(jī)制

  垃圾回收算法有標(biāo)記-清除算法，標(biāo)記-整理算法和復(fù)制算法，JVM使用分代收集算法來回收J(rèn)VM分配的內(nèi)存空間，分代收集算法分為新生代和老年代，主要收集JVM內(nèi)存模型中的堆內(nèi)存，其中新生代使用復(fù)制算法，老年代使用標(biāo)記-整理算法，下面探索下垃圾回收算法的具體思想。

• 標(biāo)記-清除算法:
  標(biāo)記清除算法分為標(biāo)記和清除兩個(gè)階段，首先標(biāo)記出需要回收的內(nèi)存空間，在標(biāo)記完成后統(tǒng)一回收所有被標(biāo)記的對象。它的主要確定有兩個(gè)：1.它的標(biāo)記和清除的效率都不高。2.它清除對象空間后會(huì)產(chǎn)生大量不連續(xù)的內(nèi)存碎片，使得再分配大對象（需要使用大量連續(xù)內(nèi)存的對象）時(shí)因內(nèi)存不足問題而提前觸發(fā)垃圾回收。它的回收過程如下圖所示。

• 復(fù)制算法
  復(fù)制算法將內(nèi)存容量劃分為相等的兩塊，每次使用其中的一塊內(nèi)存，當(dāng)這塊內(nèi)存使用完了，就將這塊內(nèi)存中存活的對象復(fù)制到另一塊內(nèi)存中，然后清空這塊內(nèi)存空間，下次的對象分配到另一塊內(nèi)存空間中，也就是存儲(chǔ)的有對象的那塊，兩塊內(nèi)存空間交替使用。在JVM堆內(nèi)存中的新生代分為Eden空間，from survivor空間和to survivor空間。默認(rèn)Eden和survivor空間比例是8:1，其中Eden占80%,from 和 to 各占10%，所有新生代的內(nèi)存能夠利用的空間為90%。在新生代中，每次垃圾回收都會(huì)有大量的對象被回收掉，所以只需要復(fù)制存活的少數(shù)對象即可。下面是復(fù)制算法的操作過程:

• 標(biāo)記-整理算法:
  復(fù)制算法在對象存活率較高的情況下并不好用，因?yàn)樗?jīng)過復(fù)制大量的存活對象。更關(guān)鍵的是，復(fù)制算法會(huì)有一些空間浪費(fèi)掉。因?yàn)槔夏甏４娴氖且恍┐婊钪芷诒容^長的對象，所以不適合使用復(fù)制算法。根據(jù)老年代的特點(diǎn)，產(chǎn)生了標(biāo)記-整理算法。標(biāo)記-整理算法先標(biāo)記存活的對象，然后讓他們向一端移動(dòng)，之后再釋放掉端邊界以外的對象內(nèi)存。標(biāo)記-整理算法執(zhí)行過程如下：

二.內(nèi)存分配和回收策略
java技術(shù)體系中所提倡的自動(dòng)內(nèi)存管理最終可以歸結(jié)為自動(dòng)化的給對象分配內(nèi)存以及回收分配給對象的內(nèi)存。關(guān)于回收內(nèi)存可以參考上面的垃圾收集算法，JVM采用分代垃圾回收算法來回收對象內(nèi)存，分為新生代和老年代，新生代使用復(fù)制算法，老年代使用標(biāo)記-整理算法。下面來看下JVM的內(nèi)存分配策略：

• 對象優(yōu)先在Eden區(qū)分配
  大多數(shù)情況下，對象在新生代Eden區(qū)分配。當(dāng)Eden區(qū)沒有足夠的內(nèi)存空間進(jìn)行分配時(shí)，虛擬機(jī)將發(fā)起一次Minor GC(新生代GC)來回收新生代中已經(jīng)死亡的對象，存活的對象存儲(chǔ)到survivor區(qū)中，如果survivor區(qū)沒有足夠的空間存儲(chǔ)，將通過空間分配擔(dān)保直接存入老年代中。之后把對象存入Eden區(qū)。

• 大對象直接進(jìn)入老年代
  大對象指的是需要大量連續(xù)內(nèi)存空間的對象，最典型的大對象為很長的字符串和很長的數(shù)組。大對象對虛擬機(jī)的內(nèi)存分配來說是一個(gè)壞消息，經(jīng)常出現(xiàn)大對象容易導(dǎo)致內(nèi)存還有不少空間時(shí)就提前觸發(fā)垃圾回收及產(chǎn)生連續(xù)的空間來存放大對象。不大對象更糟糕的情況是遇到一群“短命”的大對象，寫程序時(shí)應(yīng)避免。

• 長期存活的對象進(jìn)入老年代
  既然虛擬機(jī)采用了分代收集的思想來管理內(nèi)存，那虛擬機(jī)就要知道哪些對象應(yīng)該放在新生代，哪些對象應(yīng)該放在老年代。虛擬機(jī)給每個(gè)對象了一個(gè)年齡計(jì)數(shù)器。如果這個(gè)對象在Eden區(qū)中經(jīng)歷了一此Minor GC,并存儲(chǔ)到了survivor區(qū)中，那這個(gè)對象的年齡為1，每熬過一次MinorGC,對象的年齡加1，當(dāng)他的年齡增加到一定程度（默認(rèn)是15歲），就會(huì)晉升到老年代中。

• 動(dòng)態(tài)對象年齡判定
  為了能更好的適應(yīng)不同程序的內(nèi)存狀況，虛擬機(jī)并不總是只有在對象的年齡達(dá)到一定程度時(shí)才讓對象進(jìn)入老年代，如果在survivor空間的相同年齡的對象內(nèi)存總和大于survivor空間內(nèi)存的一半時(shí)，大于等于這個(gè)年齡的對象將進(jìn)入老年代中。

• 空間分配擔(dān)保
  老年代會(huì)為新生代的內(nèi)存分配做擔(dān)保，也就是說在進(jìn)行Minor GC之前，虛擬機(jī)會(huì)先檢查老年代的大連續(xù)可用內(nèi)存空間是否大于等于新生代所有對象總空間，如果大于等于，就說明這次Minor GC是安全的，因?yàn)镸inor GC后可能會(huì)出現(xiàn)把新生代對象存儲(chǔ)到老年代中的情況（當(dāng)Minor GC后surviror空間內(nèi)存不夠用時(shí)），如果這個(gè)條件不成立，那虛擬機(jī)會(huì)查看HandlePromotionFailure設(shè)置是否允許擔(dān)保失敗，允許的話，虛擬機(jī)會(huì)看老年代大連續(xù)可用空間的大小是否大于歷次晉升到老年代的對象平均大小，如果大于，虛擬機(jī)會(huì)嘗試進(jìn)行一次Minor GC。如果不允許擔(dān)保失敗，就會(huì)進(jìn)行Full GC(老年代GC)來回收老年代死亡對象的空間好讓老年代騰出更大的空間。

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