Java虚拟机:JVM内存分代策略

Java虚拟机根据对象存活的周期不同,把堆内存划分为几块,一般分为新生代、老年代和永久代(对HotSpot虚拟机而言),这就是JVM的内存分代策略。

为什么要分代?

堆内存是虚拟机管理的内存中最大的一块,也是垃圾回收最频繁的一块区域,我们程序所有的对象实例都存放在堆内存中。给堆内存分代是为了提高对象内存分配和垃圾回收的效率。试想一下,如果堆内存没有区域划分,所有的新创建的对象和生命周期很长的对象放在一起,随着程序的执行,堆内存需要频繁进行垃圾收集,而每次回收都要遍历所有的对象,遍历这些对象所花费的时间代价是巨大的,会严重影响我们的GC效率,这简直太可怕了。

有了内存分代,情况就不同了,新创建的对象会在新生代中分配内存,经过多次回收仍然存活下来的对象存放在老年代中,静态属性、类信息等存放在永久代中,新生代中的对象存活时间短,只需要在新生代区域中频繁进行GC,老年代中对象生命周期长,内存回收的频率相对较低,不需要频繁进行回收,永久代中回收效果太差,一般不进行垃圾回收,还可以根据不同年代的特点采用合适的垃圾收集算法。分代收集大大提升了收集效率,这些都是内存分代带来的好处。

内存分代划分

Java虚拟机将堆内存划分为新生代、老年代和永久代,永久代是HotSpot虚拟机特有的概念,它采用永久代的方式来实现方法区,其他的虚拟机实现没有这一概念,而且HotSpot也有取消永久代的趋势,在JDK 1.7中HotSpot已经开始了“去永久化”,把原本放在永久代的字符串常量池移出。永久代主要存放常量、类信息、静态变量等数据,与垃圾回收关系不大,新生代和老年代是垃圾回收的主要区域。内存分代示意图如下:

bigsec

新生代(Young)

新生成的对象优先存放在新生代中,新生代对象朝生夕死,存活率很低,在新生代中,常规应用进行一次垃圾收集一般可以回收70% ~ 95% 的空间,回收效率很高。

HotSpot将新生代划分为三块,一块较大的Eden空间和两块较小的Survivor空间,默认比例为8:1:1。划分的目的是因为HotSpot采用复制算法来回收新生代,设置这个比例是为了充分利用内存空间,减少浪费。新生成的对象在Eden区分配(大对象除外,大对象直接进入老年代),当Eden区没有足够的空间进行分配时,虚拟机将发起一次Minor GC。

GC开始时,对象只会存在于Eden区和From Survivor区,To Survivor区是空的(作为保留区域)。GC进行时,Eden区中所有存活的对象都会被复制到To Survivor区,而在From Survivor区中,仍存活的对象会根据它们的年龄值决定去向,年龄值达到年龄阀值(默认为15,新生代中的对象每熬过一轮垃圾回收,年龄值就加1,GC分代年龄存储在对象的header中)的对象会被移到老年代中,没有达到阀值的对象会被复制到To Survivor区。接着清空Eden区和From Survivor区,新生代中存活的对象都在To Survivor区。接着, From Survivor区和To Survivor区会交换它们的角色,也就是新的To Survivor区就是上次GC清空的From Survivor区,新的From Survivor区就是上次GC的To Survivor区,总之,不管怎样都会保证To Survivor区在一轮GC后是空的。GC时当To Survivor区没有足够的空间存放上一次新生代收集下来的存活对象时,需要依赖老年代进行分配担保,将这些对象存放在老年代中。

老年代(Old)

在新生代中经历了多次(具体看虚拟机配置的阀值)GC后仍然存活下来的对象会进入老年代中。老年代中的对象生命周期较长,存活率比较高,在老年代中进行GC的频率相对而言较低,而且回收的速度也比较慢。

永久代(Permanent)

永久代存储类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据,对这一区域而言,Java虚拟机规范指出可以不进行垃圾收集,一般而言不会进行垃圾回收。

Minor GC 和 Full GC的区别

新生代GC(Minor GC):Minor GC指发生在新生代的GC,因为新生代的Java对象大多都是朝生夕死,所以Minor GC非常频繁,一般回收速度也比较快。当Eden空间不足以为对象分配内存时,会触发Minor GC。

老年代GC(Full GC/Major GC):Full GC指发生在老年代的GC,出现了Full GC一般会伴随着至少一次的Minor GC(老年代的对象大部分是Minor GC过程中从新生代进入老年代),比如:分配担保失败。Full GC的速度一般会比Minor GC慢10倍以上。当老年代内存不足或者显式调用System.gc()方法时,会触发Full GC。

作者:风中程序猿 来源:http://www.cnblogs.com/fangfuhai/p/7206944.html