10-JVM中的年轻代和老年代

简介: 年轻代和老年代是Java堆内存的两个主要区域,用于存储对象。年轻代是新创建的对象经过短暂存活期后存放的区域,而老年代则是经过多次垃圾回收后仍然存活的对象存放的区域。

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,生命周期短的,及时回收即可。

  ➷ 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。

  Java堆区进一步细分的话,可以划分为年轻代(YoungGen)和老年代(oldGen),其中年轻代又可以划分为Eden空间、Survivor0空间和Survivor1空间(有时也叫做from区、to区)。

上面这参数开发中一般不会调:

  ★ Eden:From:to - > 8:1:1

  ★ 新生代:老年代 - > 1 : 2

配置新生代与老年代在堆结构的占比:

默认情况下:-XX:NewRatio=2,表示新生代占1,老年代占2,新生代占整个堆的1/3。

  ✎ 可以自定义:-XX:NewRatio=4,表示新生代占1,老年代占4,新生代占整个堆的1/5。

    当发现在整个项目中,生命周期长的对象偏多,那么就可以通过调整 老年代的大小,来进行调优。

  在HotSpot中,Eden空间和另外两个survivor空间默认所占的比例是8:1:1,当然开发人员可以通过选项“-XX:SurvivorRatio”调整这个空间比例,比如:-XX:SurvivorRatio=8。

  几乎所有的Java对象都是在Eden区被new出来的,绝大部分的Java对象的销毁都在新生代进行了。(有些大的对象在Eden区无法存储时候,将直接进入老年代)。

IBM公司的专门研究表明,新生代中80%的对象都是“朝生夕死”的。

可以使用选项"-Xmn"设置新生代最大内存大小。

这个参数一般使用默认值就可以了。

图解内存分配过程:

为新对象分配内存是一件非常严谨和复杂的任务,JVM的设计者们不仅需要考虑内存如何分配、在哪里分配等问题,并且由于内存分配算法与内存回收算法密切相关,所以还需要考虑GC执行完内存回收后是否会在内存空间中产生内存碎片。

  ➷ new的对象先放伊甸园区,此区有大小限制。

  ➷ 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(MinorGC),将伊甸园区中的不再被其他对象所引用的对象进行销毁,然后将伊甸园中的剩余对象移动到幸存者0区(或者1区,不确定),再加载新的对象放到伊甸园区。

  ➷ 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区的对象,如果没有被回收,将会和本次伊甸园区中幸存下来的对象一起放到幸存者1区。

  ➷ 如果再次经历垃圾回收,此时会将两个有对象的区中幸存下来的对象重新放回幸存者0区。

  ➷ 之后,再放到幸存者1区,循环往复。

  ➷ 啥时候能去养老区呢?可以设置次数,默认是15次。可以通过设置参数:-XX:MaxTenuringThreshold= N 进行最大年龄的设置。

  ➷ 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。

  ➷ 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。

步骤拆解:

当我们进行一次垃圾收集后,红色的将会被回收,而绿色的还会被占用着,存放在S0(Survivor From)区。同时我们给每个对象设置了一个年龄计数器,第一次回收后就是1。

  同时Eden区继续存放对象,当Eden区再次存满的时候,又会触发一个MinorGC操作,此时GC将会把 Eden和Survivor From中的对象进行一次收集,把存活的对象放到 Survivor To区,同时让年龄 + 1。

我们继续不断的进行对象生成 和 垃圾回收,当Survivor中的对象的年龄达到15的时候,将会触发一次 Promotion晋升的操作,也就是将年轻代中的对象 晋升到 老年代中。

注意事项:

  ★ 在Eden区满了的时候,才会触发MinorGC,而幸存者区满了后,不会触发MinorGC操作。

  ★ 如果Survivor区满了后,将会触发一些特殊的规则,也就是可能直接晋升老年代,具体分析请往下看。

代码演示对象分配过程:

当我们不断的创建大对象时:

public class HeapInstanceTest {
   
    byte [] buffer = new byte[new Random().nextInt(1024 * 200)];
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
   
        ArrayList<HeapInstanceTest> list = new ArrayList<>();
        while (true) {
   
            list.add(new HeapInstanceTest());
            Thread.sleep(10);
        }
    }
}

设置参数:-Xms600m -Xmx600m

然后cmd输入:jvisualvm,打开VisualVM图形化界面

最终,在老年代和新生代都满了,就出现OOM。

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
    at com.atguigu.java.chapter08.HeapInstanceTest.<init>(HeapInstanceTest.java:13)
    at com.atguigu.java.chapter08.HeapInstanceTest.main(HeapInstanceTest.java:17)
常用的调优工具

  ➷ JDK命令行

  ➷ Eclipse:Memory Analyzer Tool

  ➷ Jconsole

  ➷ Visual VM(实时监控 推荐)

  ➷ Jprofiler(推荐)

  ➷ Java Flight Recorder(实时监控)

  ➷ GCViewer

  ➷ GCEasy

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