一文吃透JVM分代回收机制

为什么要分代

    分代的垃圾回收策略，是基于这样一个事实：不同的对象的生命周期是不一样的。因此，不同生命周期的对象可以采取不同的收集方式，以便提高回收效率。

    在JAVA程序运行的过程中，会产生大量的对象，其中有些对象是与业务信息相关，比如Http请求中的Session对象、线程、Socket连接，这类对象跟业务直接挂钩，因此生命周期比较长。但是还有一些对象，主要是程序运行过程中生成的临时变量，这些对象生命周期会比较短，比如：String对象，由于其不变类的特性，系统会产生大量的这些对象，有些对象甚至只用一次即可回收。

    试想，在不进行对象存活时间区分的情况下，每次垃圾回收都是对整个堆空间进行回收，花费时间相对会长，同时，因为每次回收都需要遍历所有存活对象，但实际上，对于生命周期长的对象而言，这种遍历是没有效果的，因为可能进行了很多次遍历，但是他们依旧存在。因此，分代垃圾回收采用分治的思想，进行代的划分，把不同生命周期的对象放在不同代上，不同代上采用最适合它的垃圾回收方式进行回收。

如何分代

图片

如图所示：

    虚拟机中的共划分为三个代：年轻代（Young Generation）、年老点（Old Generation）和持久代（Permanent Generation）。其中持久代主要存放的是Java类的类信息，与垃圾收集要收集的Java对象关系不大。年轻代和年老代的划分是对垃圾收集影响比较大的。

对象分类

        这种算法并不是一种新的算法，而是根据对象的存活周期的不同而将内存分为几块，分别为新生代、老年代和永久代。

        新生代：朝生夕灭的对象（例如：方法的局部变量等）。

        老年代：存活得比较久，但还是要死的对象（例如：缓存对象、单例对象等）。

        永久代：对象生成后几乎不灭的对象（例如：加载过的类信息）。

内存区域

        回想一下之前jvm对内存的划分，我们可能就已经猜到了，新生代和老年代都在java堆，永久代在方法区。

java堆对象的回收

        现在，我们来看看分代收集算法是如何针对堆内存进行回收的。

        新生代：采用复制算法，新生代对象一般存活率较低，因此可以不使用50%的内存作为空闲，一般的，使用两块10%的内存

作为空闲和活动区间，而另外80%的内存，则是用来给新建对象分配内存的。一旦发生GC，将10%的活动区间与另外80%中存

活的对象转移到10%的空闲区间，接下来，将之前90%的内存全部释放，以此类推，下面还是用一张图来说明：

        解释下，堆大小=新生代+老年代，新生代与老年代的比例为1：2，新生代细分为一块较大的Eden空间和两块较小的Survivor空间，分别被命名为from和to。

        老年代：老年代中使用“标记-清除”或者“标记-整理”算法进行垃圾回收，回收次数相对较少，每次回收时间比较长。

方法区对象回收

        永久代指的是虚拟机内存中的方法区，永久代垃圾回收比较少，效率也比较低，但也必须进行垃圾回收，否则永久代内存

不够用时仍然会抛出OutOfMemoryError异常。永久代也使用“标记-清除”或者“标记-整理”算法进行垃圾回收。

什么情况下触发垃圾回收

    由于对象进行了分代处理，因此垃圾回收区域、时间也不一样。GC有两种类型：Scavenge GC和Full GC。

Scavenge GC

    一般情况下，当新对象生成，并且在Eden申请空间失败时，就会触发Scavenge GC，对Eden区域进行GC，清除非存活对象，并且把尚且存活的对象移动到Survivor区。然后整理Survivor的两个区。这种方式的GC是对年轻代的Eden区进行，不会影响到年老代。因为大部分对象都是从Eden区开始的，同时Eden区不会分配的很大，所以Eden区的GC会频繁进行。因而，一般在这里需要使用速度快、效率高的算法，使Eden去能尽快空闲出来。

Full GC

    对整个堆进行整理，包括Young、Tenured和Perm。Full GC因为需要对整个对进行回收，所以比Scavenge GC要慢，因此应该尽可能减少Full GC的次数。在对JVM调优的过程中，很大一部分工作就是对于FullGC的调节。有如下原因可能导致Full GC：