03.Java内存分配策略

Java内存分配策略

内存分配与回收策略.png

新生代和老年代的GC操作

  • 新生代GC操作：Minor GC
    • 发生的非常频繁，速度较块。
  • 老年代GC操作：Full GC / Major GC
    • 经常伴随着至少一次的Minor GC；
    • 速度一般比Minor GC慢上10倍以上。

优先在Eden区分配

  • Eden空间不够将会触发一次Minor GC；
  • 虚拟机参数：
    • -Xmx：Java堆的最大值；
    • -Xms：Java堆的最小值；
    • -Xmn：新生代大小；
    • -XX:SurvivorRatio=8：Eden区/ Survivor区= 8 : 1

大对象直接进入老年代

  • 大对象定义： 需要大量连续内存空间的Java对象。例如那种很长的字符串或者数组。
  • 设置对象直接进入老年代大小限制：
    • -XX:PretenureSizeThreshold：单位是字节；
      • 只对Serial和ParNew两款收集器有效。
    • 目的： 因为新生代采用的是复制算法收集垃圾，大对象直接进入老年代可以避免在Eden区和Survivor区发生大量的内存复制。

长期存活的对象将进入老年代

  • 固定对象年龄判定： 虚拟机给每个对象定义一个年龄计数器，对象每在Survivor中熬过一次Minor GC，年龄+1，达到 -XX:MaxTenuringThreshold 设定值后，会被晋升到老年代，-XX:MaxTenuringThreshold 默认为15；
  • 动态对象年龄判定： Survivor中有相同年龄的对象的空间总和大于Survivor空间的一半，那么，年龄大于或等于该年龄的对象直接晋升到老年代。

空间分配担保

我们知道，新生代采用的是复制算法清理内存，每一次Minor GC，虚拟机会将Eden区和其中一块Survivor区的存活对象复制到另一块Survivor区，但 当出现大量对象在一次Minor GC后仍然存活的情况时，Survivor区可能容纳不下这么多对象，此时，就需要老年代进行分配担保，即将Survivor无法容纳的对象直接进入老年代。

这么做有一个前提，就是老年代得装得下这么多对象。可是在一次GC操作前，虚拟机并不知道到底会有多少对象存活，所以空间分配担保有这样一个判断流程：

  • 发生Minor GC前，虚拟机先检查老年代的最大可用连续空间是否大于新生代所有对象的总空间；
    • 如果大于，Minor GC一定是安全的；
    • 如果小于，虚拟机会查看HandlePromotionFailure参数，看看是否允许担保失败；
      • 允许失败：尝试着进行一次Minor GC；
      • 不允许失败：进行一次Full GC；
  • 不过JDK 6 Update 24后，HandlePromotionFailure参数就没有用了，规则变为只要老年代的连续空间大于新生代对象总大小或者历次晋升的平均大小就会进行Minor GC，否则将进行Full GC。

Metaspace元空间与PermGen永久代

Java 8彻底将永久代(PermGen)移除出了HotSpot JVM，将其原有的数据迁移至Java Heap或Metaspace。

移除PermGen的原因：

  • PermGen内存经常会溢出，引发恼人的java.lang.OutOfMemoryError: PermGen，因此JVM的开发者希望这一块内存可以更灵活地被管理，不要再经常出现这样的OOM；
  • 移除PermGen可以促进HotSpot JVM与JRockit VM的融合，因为JRockit没有永久代。

移除PermGen后，方法区和字符串常量的位置：

  • 方法区：移至Metaspace；
  • 字符串常量：移至Java Heap。

Metaspace的位置： 本地堆内存(native heap)。

Metaspace的优点： 永久代OOM问题将不复存在，因为默认的类的元数据分配只受本地内存大小的限制，也就是说本地内存剩余多少，理论上Metaspace就可以有多大；

JVM参数：

  • -XX:MetaspaceSize：分配给类元数据空间（以字节计）的初始大小，为估计值。MetaspaceSize的值设置的过大会延长垃圾回收时间。垃圾回收过后，引起下一次垃圾回收的类元数据空间的大小可能会变大。
  • -XX:MaxMetaspaceSize：分配给类元数据空间的最大值，超过此值就会触发Full GC，取决于系统内存的大小。JVM会动态地改变此值。
  • -XX:MinMetaspaceFreeRatio：一次GC以后，为了避免增加元数据空间的大小，空闲的类元数据的容量的最小比例，不够就会导致垃圾回收。
  • -XX:MaxMetaspaceFreeRatio：一次GC以后，为了避免增加元数据空间的大小，空闲的类元数据的容量的最大比例，不够就会导致垃圾回收。
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