【Java虚拟机】万字长文，搞定Java虚拟机方方面面！2-阿里云开发者社区

2.对象创建解析

2.1.对象创建的流程

1、对象创建的流程

虚拟机遇到一条new指令时，首先检查这个对应的类能否在常量池中定位到一个类的符号引用。
判断这个类是否已被加载、解析和初始化。

为这个新生对象在Java堆中分配内存空间，其中Java堆分配内存空间的方式主要有以下两种
指针碰撞

分配内存空间包括开辟一块内存和移动指针两个步骤。

非原子步骤可能出现并发问题，Java虚拟机采用CAS配上失败重试的方式保证更新操作的原子性。

空闲列表

分配内存空间包括开辟一块内存和修改空闲列表两个步骤。
非原子步骤可能出现并发问题，Java虚拟机采用CAS配上失败重试的方式保证更新操作的原子性。

将分配到的内存空间都初始化为零值
设置对象头相关数据

GC分代年龄
对象的哈希码hashCode
元数据信息

执行对象方法
图解

2、指针碰撞和空闲列表图解

2.2.对象的结构

2.3.对象的访问方式

当我们在堆上创建一个对象实例后，就要通过虚拟机栈中的reference类型数据来操作栈上的对象。现在主流的访问方式有两种（HotSpot虚拟机采用是第二种）：

1、使用句柄访问对象。即reference中存储的是对象句柄的地址，而句柄中包含了对象实例数据与类型数据的具体地址信息，相当于二级指针。

2、直接指针访问对象。即reference中存储的就是对象地址，相当于一级指针。

对比

垃圾回收分析：句柄方式访问对象当垃圾回收移动对象时，reference中存储的地址是稳定的地址，不需要修改，仅需要修改对象句柄的地址，直接指针访问对象垃圾回收时需要修改reference中存储的地址。
访问效率分析，直接指针访问对象优于句柄方式访问对象，因为直接指针访问对象只进行了一次指针定位，节省了时间开销，而这也是HotSpot采用的实现方式。

3.JVM垃圾回收

3.1.垃圾回收概述

1、什么是垃圾（Garbage）

垃圾是指运行程序中没有任何指针指向的对象，这个对象就是需要被回收的垃圾。
如果不及时对内存中的垃圾进行清理，那么，这些垃圾对象所占用的内存空间会一直保留到应用程序结束，有可能影响其他对象的使用或者导致内存溢出。

2、为什么需要GC

对于高级语言来说，不进行垃圾回收，内存迟早会被消耗完。
释放没用的独享，垃圾回收也可以清除内存里的记录碎片，碎片整理将所有占用的堆内存放到堆的一段，以便于JVM将整理出的内存分配给的新的对象。
随着应付业务越来越庞大、复杂、用户越来越多，没有GC就不能保证应用程序的正常进行，经常造成STW的GC又跟不上实际的需求，所以才会不短地尝试对GC进行优化。
3、Java垃圾回收机制
自动内存管理，降低内存泄露和内存溢出的风险
自动内存管理，减轻了Java程序员的内存管理负担，可以更专注于业务的开发

3.2.引用计数法

1、引用计数法概念

引用计数法就是如果一个对象没有被任何引用指向，则可视之为垃圾。这种方法的缺点就是不能检测到环的存在。
首先需要声明，至少主流的Java虚拟机里面都没有选用引用计数算法来管理内存。

2、什么是引用计数算法

给对象中添加一个引用计数器，每当有一个地方引用它时，计数器值加１；
当引用失效时，计数器值减１.任何时刻计数器值为０的对象就是不可能再被使用的。
3、那为什么主流的Java虚拟机里面都没有选用这种算法呢？

其中最主要的原因是它很难解决对象之间相互循环引用的问题。

3.3.可达性分析算法

1、可达性分析算法简介

可达性分析算法的基本思想是通过一系列的“GC Roots”对象作为起点进行搜索，如果“GC Roots”和一个对象之间没有可达路径，则称该对象是不可达的，

不过要注意的是被判定为不可达的对象不一定就会成为可回收对象。被判定为不可达的对象要成为回收对象，要至少经历两次标记过程，如果在这两次标记过程中仍然没有逃脱成为可回收对象的可能性，则基本上就真的成为可回收对象了。

通过一系列称为“GC Roots”的对象作为起始点，从这些节点开始向下搜索，搜索走过的路径称为“引用链”，当一个对象到 GC Roots 没有任何的引用链相连时(从 GC Roots 到这个对象不可达)时，证明此对象不可用。

2、可作为GC Roots的对象

（1）虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象。（引用栈帧中的本地变量表的所有对象）

（2）方法区中静态属性引用的对象（引用方法区该静态属性的所有对象）

（3）方法区中常量引用的对象（引用方法区中常量的所有对象）

（4）本地方法栈中（Native方法）引用的对象（引用Native方法的所有对象）

3.4.Java五种引用类型

1、什么是引用

每种编程语言都有自己操作内存中元素的方式，C、C++采用指针，而在Java中则是通过引用。
在Java中一切都被视为对象，但是我们操作的标识符实际上是对象的一个引用（reference）。

//创建一个引用，引用可以独立存在，并不一定需要与一个对象关联
String s;

通过这个引用指向某个对象，之后便可以通过这个引用来实现操作对象了。

String str = new String("abc");
System.out.println(str.toString());

jdk1.2之前，Java中的定义很传统，如果reference类型的数据中存储的数值代表的是另一块内存的起始地址，就称这块内存代表着一个引用。

2、强引用

Java中默认声明的就是强引用，比如：

Object obj = new Object(); //只要obj还指向Object对象，Object对象就不会被回收
obj = null; //手动设置成null

强引用只能够通过GC Root的引用链找到就不会被回收，也就是说强引用只有当GC Roots全部断开时才会被回收。

案例：设置JVM参数，起始堆内存为2m：-Xms2m 最大堆内存为3m：-Xmx3m

public class Demo13 {
    public static void main(String[] args) {
        testStrongReference();
    }
    private static void testStrongReference(){
        //当new byte为1M 的时候，程序运行正常
        byte [] buff = new byte[1024 * 1024 *1];
    }
}

只要强引用存在，垃圾回收器将永远不会回收被引用的对象，哪怕内存不足时，JVM也会直接抛出OOM（OutOfMemoryError），不回去回收。如果想中断强引用与对象之间的关系，可以显示的将强引用赋值成null，这样，JVM就可以在适当的时刻回收对象了。

3、软引用

软引用是用来描述一些非必需但是仍有用的对象。**在内存足够的时候，软引用对象不会被回收，只有在内存不足的时候，系统才会回收软引用对象，如果回收了软引用对象之后仍然没有足够的内存，才会抛出OOM的异常。**这种特性一般被用来实现缓存技术。
在JDK1.2之后，用java.lang.ref.SoftReference类来表示软引用。

案例：创建多个对象，软引用指向，不会出现内存溢出，当内存不足时，会自动的回收掉

public class Demo13 {
    private static List<Object> list = new ArrayList<>();
    public static void main(String[] args) {
        testStrongReference();
    }
    private static void testStrongReference(){
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            byte [] buff = new byte[1024 * 1024]; 
            //指向软引用
            SoftReference<byte[]> sr = new SoftReference<>(buff);
            list.add(sr);
        }
        System.gc(); //显示调用gc
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            Object obj = ((SoftReference) list.get(i)).get();
            System.out.println(obj);
        }
    }
}

案例：软引用配合引用队列使用，当内存不足时，会自动的回收掉

public class Demo14 {
    private static final int _1GB = 1024*1024;
    public static void main(String[] args) {
        List<WeakReference<byte[]>> list = new ArrayList<>();
        //引用队列
        ReferenceQueue<byte[]> queue = new ReferenceQueue<>();
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            //关联了引用队列，当软引用所关联的byte数组被回收时，软引用自己会加入到引用队列中
            WeakReference<byte[]> reference = new WeakReference<>(new byte[_1GB],queue);
            System.out.println(reference.get());
            list.add(reference);
            System.out.println(list.size());
        }
        //从队列获取无用的软引用对象并移除
        Reference<? extends byte[]> poll = queue.poll();
        while (poll!=null){
            list.remove(poll);
            poll=queue.poll();
        }
        System.out.println("循环结束");
        for (WeakReference<byte[]> reference : list) {
            System.out.println(reference.get());
        }
    }
}

这里就说明了在内存不足的情况下，软引用将会被自动回收。

但是值的注意的一点，即使有byte[] buff引用指向对象，且buff是一个strong reference，但是SoftReference sr指向的对象仍然被回收了

这是因为Java的编译器发现了在之后的代码中，buff已经没有被引用了，所有自动进行了优化。

4、弱引用

弱引用的引用强度比软引用更弱一些，**无论内存是否足够，只要JVM开始进行垃圾回收，那些被弱引用关联的对象都会被回收。**在JDK1.2之后，用java.lang.ref.WeakReference来表示弱引用。

案例：测试弱引用，无论内存是否充足，都会被回收掉

public class Demo13 {
    private static List<Object> list = new ArrayList<>();
    public static void main(String[] args) {
        testStrongReference();
    }
    private static void testStrongReference(){
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            byte [] buff = new byte[1024 * 1024];
            //指向软引用
            WeakReference<byte[]> str = new WeakReference<>(buff);
            list.add(str);
        }
        System.gc(); //显示调用gc
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            Object obj = ((WeakReference) list.get(i)).get();
            System.out.println(obj);
        }
    }
}

5、虚引用

虚引用是最弱的一种引用关系，如果一个对象仅持有虚引用，那么它就和没有任何引用一样，它随时可能被回收，在JDK1.2之后，用PhantomReference类来表示，通过查看这个类的源码，发现它只有一个构造函数和一个get()方法，而且它的get()方法仅仅是返回一个null，也就是说将永远无法通过虚引用来获取对象，虚引用必须要和ReferenceQueue引用对列一起使用。

例如：创建ByteBuffer的时候会创建一个名为Cleaner的虚引用对象，当ByteBuffer没有被强引用所引用就会被jvm垃圾回收，虚引用Cleaner就会被放入引用队列，会有专门的线程扫描引用队列，被发现后会调用直接内存地址的方法将直接内存释放掉，保证直接内存不会导致内存泄露

public class PhantomReference<T> extends Reference<T> {
    /**
     * Returns this reference object's referent.  Because the referent of a
     * phantom reference is always inaccessible, this method always returns
     * <code>null</code>.
     *
     * @return  <code>null</code>
     */
    public T get() {
        return null;
    }
    public PhantomReference(T referent, ReferenceQueue<? super T> q) {
        super(referent, q);
    }
}

6、终结器引用

创建的时候会关联一个引用队列，当对象没有被强引用所引用时，对象被垃圾回收时，会将终结器引用放入到一个引用队列中（被引用的对象暂时还没有被垃圾回收），

有专门的线程（优先级较低，可能会造成对象迟迟不被回收）扫描引用队列并调用finallize()方法，第二次GC的时候才能回收掉被引用的对象。

7、引用队列（ReferenceQueue）

引用队列可以与软引用、弱引用以及虚引用一起配合使用，当垃圾回收器准备回收一个对象时，如果发现他还有引用，那么就会在回收对象之前，把这个引用加入到与之关联的引用队列中去。程序可以通过判断引用队列中是否已经加入了引用，来判断被引用的对象是否将要被垃圾回收，这样就可以在对象被回收之前采取一些必要的措施。

8、Reference对象状态变更

3.5.垃圾回收算法

1、清除标记算法

定义：Mark Sweep

标记清除算法会把不在GC Root链上的引用进行标记，然后清除，它的速度非常的快，但是有一个问题，它清除后的空间没有进行整理，会造成内存碎片，比如说我清理了一个2mb、一个3mb、一个5mb的内存对象，但是现在有一个对象需要8mb，由于没有进行内存整理，这个8mb的对象不能引用刚刚三个任何一个，所以只能等待，而且效率上不是很高。

2、清除整理算法

定义：Mark Compact

标记整理算法和标记清除算法差不多，只不过在清除标记出的内存空间后，会进行整理，所以相对的效率会低一点，但是不会产生内存碎片，上面说到的8mb的内存就可以申请到，将2mb、3mb、5mb整理成10mb的内存空间。

3、复制算法

定义：Copy

复制算法分为两块相等的内存空间，from存放对象，to为空内存空间，当标记出需要回收的地址空间时，会把当前在GC Root链上的对象放到to内存空间上，将from上的无用的地址空间全部删除，然后再to与from空间进行对调，这样做的好处是不会产生内存碎片，但是需要占用双倍的内存空间。

3.6.分代垃圾回收

对象首先分配再伊甸园区域。

新生代空间不足时，触发Minor GC，伊甸园和from中存活的对象copy到to中，存活的对象年龄加1并且交换from to幸存区。

Minor GC会引发stop the world，暂停其他用户线程，等垃圾回收结束之后，用户线程才能恢复运行。

当对象寿命超过阈值时，会晋升至老年代，最大寿命是15（4bit）。

当老年代空间不足时，会先尝试触发minor gc，如果之后空间仍然不足，那么就会触发Full GC，STW 的时间会更长。

3.7.JVM相关参数

含义	参数
堆初始大小	-Xms
堆最大大小	-Xmx或-XX:MaxHeapSize=size
新生代大小	-Xmn或（-XX:NewSize=size + -XX:MaxNewSize=size）

幸存区比例（动态）	-XX:InitialSurvivorRatio=ratio和-XX:+UseAdaptiveSizePolicy
幸存区比例	-XX:SurvivorRatio=ratio
晋升阈值	-XX:MaxTenuringThreshold=threshold

晋升详情	-XX:+PrintTenuringDistribution
GC详情	-XX:+PrintGCDetails -verbose:gc
FullGC前MinorGC	-XX:+ScavengeBeforeFullGC

1、JVM相关参数

（1）-Xms：初始堆大小

默认值为物理内存的1/64（<1GB），默认空余堆内存小于40%时，JVM就会增大堆直到-Xmx的最大限度。

（2）-Xmx：最大堆大小

默认值为物理内存的1/4（<1GB），默认空余堆内存大于70%时，JVM会减少堆直到-Xms的最小限度。

（3）-Xmn：年轻代大小

整个堆大小=年轻代大小+老年代大小。

（4）-XX:NewSize：设置年轻代大小

（5）-XX:MaxNewSize：年轻代最大值

（6）-XX:PermSize：设置持久代初始值

默认值为物理内存的1/64。

（7）-XX:MaxPermSize：设置持久代最大值

默认值为物理内存的1/4。

（8）-Xss：每个线程的堆栈大小

JDK5.0以后每个线程堆栈大小为1M，以前每个线程堆栈大小为256k。

（9）-XX:ThreadStackSize：Thread Stack Size

10）-XX:NewRatio：年轻代（包括Eden和两个Survivor区）与老年代的比值

-XX:NewRatio=4表示年轻代与年老代所占比值为1:4,年轻代占整个堆栈的1/5。
Xms=Xmx并且设置了Xmn的情况下，该参数不需要进行设置。

（11）-XX:SurvivorRatio：Eden区与Survivor区的大小比值

设置为8,则两个Survivor区与一个Eden区的比值为2:8,一个Survivor区占整个年轻代的1/10。

（12）-XX:LargePageSizeInBytes：内存页的大小不可设置过大，会影响Perm的大小

（13）-XX:+DisableExplicitGC：关闭System.gc()

这个参数需要严格的测试。

（14）-XX:+AggressiveOpts：加快编译

（15）-XX:+UseBiasedLocking：锁机制的性能改善

（16）-Xnoclassgc：禁用垃圾回收

（17）-XX:SoftRefLRUPolicyMSPerMB：每兆堆空闲空间中SoftReference的存活时间

默认值为1s。

（18）-XX:PretenureSizeThreshold：对象超过多大是直接在老年代分配

默认值为0，不在老年代分配，单位字节新生代采用Parallel Scavenge GC时无效另一种直接在旧生代分配的情况是大的数组对象,且数组中无外部引用对象。

（19）-XX:+CollectGen0First：FullGC时是否先YGC

默认值为false。

2、并行收集器相关参数

（1）-XX:+UseParallelGC：Full GC采用parallel MSC (此项待验证)

选择垃圾收集器为并行收集器.此配置仅对年轻代有效.即上述配置下,年轻代使用并发收集,而年老代仍旧使用串行收集.(此项待验证)。

（2）-XX:+UseParNewGC：设置年轻代为并行收集

与CMS收集同时使用 JDK5.0以上,JVM会根据系统配置自行设置,所以无需再设置此值。

（3）-XX:ParallelGCThreads：并行收集器的线程数

此值最好配置与处理器数目相等同样适用于CMS。
4）-XX:+UseParallelOldGC：年老代垃圾收集方式为并行收集(Parallel Compacting)

这个是JAVA 6出现的参数选项。

（5）-XX:MaxGCPauseMillis：每次年轻代垃圾回收的最长时间(最大暂停时间)

如果无法满足此时间,JVM会自动调整年轻代大小,以满足此值。

（6）-XX:+UseAdaptiveSizePolicy：自动选择年轻代区大小和相应的Survivor区比例

设置此选项后,并行收集器会自动选择年轻代区大小和相应的Survivor区比例,以达到目标系统规定的最低相应时间或者收集频率等,此值建议使用并行收集器时,一直打开。

（7）-XX:GCTimeRatio：设置垃圾回收时间占程序运行时间的百分比

公式为1/(1+n)

（8）-XX:+ScavengeBeforeFullGC：Full GC前调用YGC

默认值为rue

3、CMS相关参数

（1）-XX:+UseConcMarkSweepGC：使用CMS内存收集

测试中配置这个以后,-XX:NewRatio=4的配置失效了,原因不明.所以,此时年轻代大小最好用-Xmn设置。

（2）-XX:+AggressiveHeap

试图是使用大量的物理内存长时间大内存使用的优化，能检查计算资源（内存，处理器数量）至少需要256MB内存大量的CPU／内存，（在1.4.1在4CPU的机器上已经显示有提升）

（3）-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction：多少次后进行内存压缩

由于并发收集器不对内存空间进行压缩,整理,所以运行一段时间以后会产生"碎片",使得运行效率降低.此值设置运行多少次GC以后对内存空间进行压缩,整理。

（4）-XX:+CMSParallelRemarkEnabled：降低标记停顿

（5）-XX+UseCMSCompactAtFullCollection：在FULL GC的时候，对年老代的压缩

CMS是不会移动内存的，因此，这个非常容易产生碎片，导致内存不够用，因此，内存的压缩这个时候就会被启用。增加这个参数是个好习惯。可能会影响性能,但是可以消除碎片。
（6）-XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly：使用手动定义初始化定义开始CMS收集
禁止hostspot自行触发CMS GC。

（7）-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=70：使用cms作为垃圾回收使用70％后开始CMS收集

（8）-XX:CMSInitiatingPermOccupancyFraction：设置Perm Gen使用到达多少比率时触发

（9）-XX:+CMSIncrementalMode：设置为增量模式

用于单CPU情况。

4、辅助信息

（1）-XX:+PrintGC

输出形式:[GC 118250K->113543K(130112K), 0.0094143 secs] [Full GC 121376K->10414K(130112K), 0.0650971 secs]

（2）-XX:+PrintGCDetails

输出形式:[GC [DefNew: 8614K->781K(9088K), 0.0123035 secs] 118250K->113543K(130112K), 0.0124633 secs] [GC [DefNew: 8614K->8614K(9088K), 0.0000665 secs][Tenured: 112761K->10414K(121024K), 0.0433488 secs] 121376K->10414K(130112K), 0.0436268 secs]

（3）-XX:+PrintGC:PrintGCTimeStamps

可与-XX:+PrintGC -XX:+PrintGCDetails混合使用输出形式:11.851: [GC 98328K->93620K(130112K), 0.0082960 secs]

（4）-XX:+PrintGCApplicationStoppedTime：打印垃圾回收期间程序暂停的时间.可与上面混合使用

输出形式:Total time for which application threads were stopped: 0.0468229 seconds。

（5）-XX:+PrintHeapAtGC：打印GC前后的详细堆栈信息

（6）XX:+PrintTenuringDistribution：查看每次minor GC后新的存活周期的阈值

3.8.GC分析

测试代码：添加JVM参数 -Xms20M -Xmx20M -Xmn10M -XX:+UseSerialGC -XX:+PrintGCDetails -verbose:gc

public class Demo16 {
    private static final int _512KB = 512 * 1024;
    private static final int _1MB = 1024 * 1024;
    private static final int _6MB = 6 * 1024 * 1024;
    private static final int _7MB = 7 * 1024 * 1024;
    private static final int _8MB = 8 * 1024 * 1024;
    public static void main(String[] args) {
    }
}

public class Demo16 {
  //测试Minor GC回收，当添加的数据在伊甸园的空间范围内
    private static final int _512KB = 512 * 1024;
    private static final int _7MB = 7 * 1024 * 1024;
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<byte[]> list = new ArrayList<>();
        list.add(new byte[_7MB]);
    }
}

public class Demo16 {
  //当添加的数据超过新生代的总容量时或对象达到年龄阈值，老年代空间足够的情况下，会向老年代中存放
    private static final int _512KB = 512 * 1024;
    private static final int _7MB = 7 * 1024 * 1024;
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<byte[]> list = new ArrayList<>();
        list.add(new byte[_7MB]);
        list.add(new byte[_512KB]);
        list.add(new byte[_512KB]);
    }
}

public class Demo16 {
    //当添加的数据大于新生代的整体容量时，老年代空间足够的情况下，会直接存放在老年代，不会触发Minor GC
    private static final int _8MB = 8 * 1024 * 1024;
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<byte[]> list = new ArrayList<>();
        list.add(new byte[_8MB]);
    }
}

3.9.垃圾回收器

1、串行（Serial/Serial Old垃圾回收器）

单线程
堆内存较小，适合个人电脑
指定JVM参数：-XX:+UseSerialGC = Serial + SerialOld

这里要注意：Serial指定新生代用的垃圾回收算法是复制，SerialOld指定的是老年代用的垃圾回收算法是标记整理。

图解

Serial垃圾收集器的特点

“Stop The World”，它进行垃圾收集时，必须暂停其他所有线程，直到他收集结束。在用户不可见的情况下把用户正常工作的线程全部停掉。

使用场景：多用于桌面应用，Client端的垃圾回收器。

桌面应用内存小，进行垃圾回收的时间比较短，只要不频繁发生停顿就可以接收。

2、ParNew 收集器

ParNew 收集器其实就是 Serial 收集器的多线程版本，除了使用多条线程进行垃圾收集之外，其余行为包括 Serial 收集器可用的所有控制参数（例如：-XX: SurvivorRatio、-XX: PretenureSize’ Threshold、-XX: HandlePromotionFailure 等）、收集算法、Stop The World、对象分配规则、回收策略等都与 Serial 收集器完全一样，在实现上，这两种收集器也共用了相当多的代码

parnew垃圾收集器的特点？

ParNew 收集器除了多线程收集之外，其他与 Serial 收集器相比并没有太多创新之处，但它却是许多运行在 Server 模式下的虚拟机中首选的新生代收集器，其中有一个与性能无关但很重要的原因是，除了 Serial 收集器外，目前只有它能与 CMS 收集器配合工作。

使用-XX: ParallelGCThreads 参数来限制垃圾收集的线程数

多线程操作存在上下文切换的问题，所以建议将-XX: ParallelGCThreads设置成和CPU核数相同，如果设置太多的话就会产生上下文切换消耗

并发与并行的概念讲解 CMS垃圾回收器

并行（Parallel）：指多条垃圾收集线程并行工作，但此时用户线程仍然处于等待状态。

并发（Concurrent）：指用户线程与垃圾收集线程同时执行（但不一定是并行的，可能

会交替执行），用户程序在继续运行，而垃圾收集程序运行于另一个 CPU 上

3、吞吐量优先（Parallel Scavenge垃圾收集器）

多线程

堆内存较大，多核cpu

单位时间内，STW的时间最短

指定JVM参数：

-XX:+UseParallelGC (新生代吞吐量回收器，复制算法) -XX:UseParallelOldGC(老年代吞吐量回收器，标记整理算法)

-XX:ParallelGCThreads=n （控制线程数）

-XX:MaxGCPauseMillis=ms （最大暂停的毫秒数，默认值是200ms，即STW的时间）

-XX:+UseAdaptiveSizePolicy （自适应的新生代大小调整策略）

-XX:GCTimeRatio=ratio （设置垃圾回收时间的占比，默认ratio是99 ，也就是说 1/1+99 = 0.01，100分钟里只能有1分钟进行垃圾回收）

图解

4、响应时间优先（CMS垃圾回收器）

多线程
堆内存较大，多核cpu
单次的STW的时间最短
指定JVM参数

-XX:+UseConcMarkSweepGC （老年代的垃圾回收并发，采用标记清除算法，当CMS垃圾回收处理剩余过多的垃圾碎片时，就会退化成单线程的SerialOld垃圾回收器） -XX:+UseParNewGC（新生代的）

-XX:ParallelGCThreads=n （并行的垃圾回收线程数）

-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=percent （执行CMS内存达到一定比值进行垃圾回收）

-XX:ConcGCThreads=threads （并发线程数，设置为并行的线程数的四分之一）

-XX:CMSScavengeBeforeRemark （在重新标记之前，先对新生代进行垃圾回收）

图解

CMS垃圾回收执行流程

初始标记（CMS initial mark) -----标记一下 GC Roots 能直接关联到的对象，速度很快

并发标记（CMS concurrent mark --------并发标记阶段就是进行 GC RootsTracing 的过程

重新标记（CMS remark) -----------为了修正并发标记期间因用户程序导致标记产生变动的标记记录

并发清除（CMS concurrent sweep)

3.10.G1垃圾回收

1、G1垃圾回收阶段

定义：Garbage First

2004 论文发布
2009 JDK6u14加入体验
2012 JDK7u4官方支持
2017 JDK9默认

适用场景

同时注重吞吐量（Throughput）和低延迟（Low latency），默认是暂停200ms
超大堆内存，会将堆划分成多个大小相等的Region
整体上是标记+整理算法，两个区域之间用的是复制算法

3.11.Full GC触发

SerialGC

新生代内存不足发生的垃圾收集 - Minor GC
老年代内存不足时发生垃圾收集 - Full GC

ParallelGC

新生代内存不足发生的垃圾收集 - Minior GC
老年代内存不足时发生的垃圾收集 - Full GC

CMS

新生代内存不足发生的垃圾收集 - Minor GC

老年代内存不足时，只有在并发失败时产生Full GC，没有并发失败时，产生Minor GC

新生代内存不足时发生的垃圾收集 - Minor GC
老年代内存不足时，当老年代占堆内存的百分之45的时候，会触发Full GC回收，或者当垃圾产生的速度大于垃圾回收的速度时，会产生Full GC。

3.12.新生代跨代引用

1、什么是跨代引用

跨代引用是指新生代中存在对老年代对象的引用，或者老年代中存在对新生代的引用

2、跨代引用的问题

YGC时，为了找到年轻代中存活的对象，不得不遍历整个老年代，反之亦然。这种方案存在在极大的性能浪费。因为跨代引用是极少的，为了找出那么一丁点跨代引用，却遍历了整个老年代。

解决方案：记忆集（Card Table）

记忆集就是用来记录跨代引用的表，通过引入记忆集避免遍历老年代。以YGC为例说明，要回收年轻代，只需要引用年轻代对象的GC Root+记忆集，就可以判断出Young区对象是否存活，不必在遍历老年代。

缺点

存在滞后性，浪费一定的空间，如上图所示，YGC时实际上无引用对象实际是可以被回收的，但是由于老年代中被引用，所以无法被回收。

3.13.GMS与G1重新标记

工作流程上来看，CMS的重新标记，和G1的最终标记之前都是并发标记。

既然时同时运行，用户程序就可能修改对象的引用关系，修改对象引用关系就可能影响GC回收。

所以，CMS重新标记，G1最终标记都是为了解决一件事，那就是并发过程中用户程序修改了对象引用关系后，如何让GC收集器仍旧能正确回收垃圾对象的问题。

3.14.JVM部分新特性

1、JDK 8u20字符串去重

优点：节省了大量内存
缺点：略微多占用了cpu时间，新生代回收时间略微增加
开启字符串去重的JVM参数：-XX:+UseStringDeduplation 默认是开启的

将所有新分配的的字符串放入一个队列
当新生代回收时，G1并发检查是否有字符串重复
如果它们值一样，让它们引用同一个char[]
注意：与String.intern()不一样

String.intern()关注的是字符串对象
而字符串去重关注的是char[]

在JVM内部，使用了不同的字符串表

2、JDK 8u40并发标记类卸载

所有对象都经过并发标记后，就能直到哪些类不在被使用，当一个类加载器的所有类都不在使用，则卸载它所加载的所有类。

-XX:+ClassUnloadingWithConcurrentMark 默认启用

3、JDK 8u60回收巨型对象

一个对象大于region的一半时，称之为巨型对象
G1不会对巨型对象进行拷贝
巨型对象回收时被优先考虑
G1会跟踪老年代所有的incoming引用，这样老年代incoming引用为0的巨型对象就可以在新生代垃圾回收时被处理掉。

4、JDK9并发标记起始时间的调整

并发标记必须在堆空间沾满前完成，否则退化成Full GC
JDK9之前需要使用 -XX:InitiatingHeapOccupancyPercent

JDK9可以动态调整

-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent用来设置初始值

进行数据采样并且动态调整

总会有一个安全的空挡空间

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2.对象创建解析

2.1.对象创建的流程

2.2.对象的结构

2.3.对象的访问方式

3.JVM垃圾回收

3.1.垃圾回收概述

3.2.引用计数法

3.3.可达性分析算法

3.4.Java五种引用类型

3.5.垃圾回收算法

3.6.分代垃圾回收

3.7.JVM相关参数

3.8.GC分析

3.9.垃圾回收器

2、ParNew 收集器

3、吞吐量优先（Parallel Scavenge垃圾收集器）

3.10.G1垃圾回收

3.11.Full GC触发

3.12.新生代跨代引用

3.13.GMS与G1重新标记

3.14.JVM部分新特性

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