JVM中垃圾回收的判定標(biāo)準(zhǔn)和內(nèi)存相關(guān)參數(shù)介紹

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JVM中垃圾回收的判定標(biāo)準(zhǔn)

最終目的是將內(nèi)存中無用的對(duì)象回收掉。具體的判定方法有：

• 引用計(jì)數(shù)法，不采用，指的是維護(hù)對(duì)象被引用的次數(shù)，次數(shù)為0則意味著是垃圾。

• 可達(dá)性算法-GC Roots tracing，指的是從GC Roots開始往下遍歷所有引用的對(duì)象，（每個(gè)GC Root就是一個(gè)樹狀圖），所有被引用到的對(duì)象就是需要存活的對(duì)象，其他對(duì)象可以被回收。GC Root指的是，虛擬機(jī)棧(棧幀中的本地變量表)中引用的對(duì)象，方法區(qū)中非基本類型的類靜態(tài)變量（一個(gè)地址）所引用的對(duì)象，本地方法棧中JNI(即一般說的Native方法)引用的對(duì)象。

JVM中內(nèi)存相關(guān)參數(shù)

• -Xms Java堆內(nèi)存初始大小

• -Xmx Java堆內(nèi)存最大大小

• -Xmn Java堆內(nèi)存中的新生代大小，扣除它就是老年代大小

• -XX:PermSize（1.8之后：-XX:MetaspaceSize） 永久代初始大小

• -XX:MaxPerSize（1.8之后：-XX:MaxMetaspaceSize） 永久代最大大小

• -Xss 每個(gè)線程的棧內(nèi)存大小

注：通常情況下，Xms和Xmx，-XX:PermSize和-XX:MaxPerSize都會(huì)設(shè)置為一樣。

• -XX:MaxTenuringThreshold 多少歲進(jìn)入老年代-默認(rèn)15

• -XX:PretenureSizeThreshold 超過多少字節(jié)的大對(duì)象直接進(jìn)入老年代

• -XX:HandlePromotionFailure MinorGC時(shí)，如果老年代剩余空間小于新生代對(duì)象總大小，但是如果大于之前平均進(jìn)入老年代對(duì)象的大小，是否嘗試進(jìn)行MinorGC(默認(rèn)開啟)

• -XX:SurvivorRatio=8 Eden區(qū)的比例

上面看不懂的參數(shù)不要深究，等下提到回過頭再來看，這里只是將所有參數(shù)羅列出來方便查找。

JVM中的內(nèi)存分代模型

JVM中，將對(duì)象在內(nèi)存中分為了三代：

• 年輕代：很快被回收的對(duì)象，存在于堆，具體還在內(nèi)存中分為了1個(gè)eden區(qū)，和2個(gè)survivor區(qū)。

• 老年代：長期存在的對(duì)象，存在于堆

• 永久代：指的就是方法區(qū)（存放Class元數(shù)據(jù)），回收條件較苛刻，需滿足：該類所有實(shí)例對(duì)象所有已經(jīng)從堆內(nèi)存被回收，該類classLoader已經(jīng)被回收，該類Class對(duì)象沒有任何引用

為什么要分代勒，因?yàn)獒槍?duì)每個(gè)年齡代，都有不同的垃圾回收算法，以及內(nèi)存分配機(jī)制。如果將所有對(duì)象放在一起，第一是會(huì)造成頻繁遍歷判斷回收的開銷，第二是會(huì)造成復(fù)制、移動(dòng)的開銷，為什么會(huì)有復(fù)制、移動(dòng)，因?yàn)榛厥諆?nèi)存必然會(huì)造成內(nèi)存碎片，而內(nèi)存碎片會(huì)導(dǎo)致空間浪費(fèi)，所以必須通過復(fù)制、移動(dòng)來清理隨便，使得空閑內(nèi)存連續(xù)。

JVM中具體的內(nèi)存分配模型

如上圖，至于年輕代為什么要如此分配，與特定的回收算法有關(guān)。

對(duì)象在內(nèi)存分代中如何流轉(zhuǎn)

年輕代

大部分對(duì)象剛創(chuàng)建的時(shí)候都會(huì)分配在年輕代的Eden區(qū)，只要年輕代空間不夠就會(huì)觸發(fā)MinorGC(只回收年輕代內(nèi)存)，minorGC采取復(fù)制算法進(jìn)行回收，當(dāng)JVM運(yùn)行觸發(fā)第一輪minorGC時(shí)，會(huì)將eden區(qū)存活的對(duì)象先復(fù)制到一個(gè)suprivor區(qū)。然后刪除eden區(qū)對(duì)象，當(dāng)觸發(fā)下一輪minorGC時(shí)，又把suprivor區(qū)和eden區(qū)的存活的對(duì)象轉(zhuǎn)移到另一個(gè)suprivor區(qū)，然后刪除這兩個(gè)區(qū)的所有對(duì)象。依次類推。至于為什么要用復(fù)制算法，包括老年代的標(biāo)記整理算法，這是考慮到了避免內(nèi)存碎片。如果對(duì)象內(nèi)存不連續(xù)，會(huì)造成很多的空間浪費(fèi)。

老年代

老年代的對(duì)象都是從年輕代根據(jù)一定的規(guī)則流轉(zhuǎn)過來的。 具體有幾類流轉(zhuǎn)方式：

• 超過指定年齡（參數(shù)-XX:MaxTenuringThreshold 配置，默認(rèn)15），這里年齡指的是沒有被垃圾回收，存活下來一次理解為增加一歲。流轉(zhuǎn)到老年代。

• 大對(duì)象直接進(jìn)入，超過參數(shù)指定字節(jié)數(shù)（-XX:PretenureSizeThreshold）設(shè)置的字節(jié)數(shù)的大對(duì)象會(huì)直接進(jìn)入老年代，這是因?yàn)閷?duì)象越大，復(fù)制開銷就越大。

• 動(dòng)態(tài)年齡判斷規(guī)則進(jìn)入，意思是不一定要到指定年齡再流轉(zhuǎn)到15，如果某一年齡以上的對(duì)象到達(dá)一定大小，也會(huì)提前進(jìn)入老年代。當(dāng)躲過一輪GC的對(duì)象加起來超過surrvivor區(qū)50%，如年齡1+年齡2+年齡n一直累加，直到年齡n的時(shí)候發(fā)現(xiàn)加起來超過了surrvivor空間的50%，則年齡n以上的對(duì)象直接進(jìn)入老年代

• minorGC發(fā)生時(shí)，suprivor區(qū)放不下，則所有存活對(duì)象轉(zhuǎn)移到老年代。這里涉及一個(gè)老年代分配擔(dān)保規(guī)則，指的是每次MinorGC發(fā)生時(shí)，都會(huì)判斷老年代可用內(nèi)存大不大于，年輕代存活對(duì)象內(nèi)存之和，如果大于則直接進(jìn)行minorGC,如果小于則要看參數(shù)XX:HandlePromotionFailure是否啟用（默認(rèn)啟用），如果啟用則對(duì)老年代這次需要承載的轉(zhuǎn)移對(duì)象內(nèi)存進(jìn)行預(yù)估（取前面minorGC被轉(zhuǎn)移的平均內(nèi)存大?。?，若大于則也進(jìn)行MinorGC,若意料狀況外轉(zhuǎn)移內(nèi)存超出了老年代可用空間，則進(jìn)行FullGC,若fullGC還是不夠，則拋出OOM錯(cuò)誤。FullGC是采取的標(biāo)記整理算法，指的是移動(dòng)存活對(duì)象，讓內(nèi)存連續(xù)，然后刪除需要回收的對(duì)象，為什么使用標(biāo)記整理？因?yàn)檎J(rèn)為老年代對(duì)象存活幾率高，復(fù)制算法不劃算。

永久代

永久代存放的是元數(shù)據(jù)信息，當(dāng)類加載時(shí)，類元數(shù)據(jù)信息寫入永久代，fullGC時(shí)永久代數(shù)據(jù)被回收，回收條件是：該類所有實(shí)例對(duì)象所有已經(jīng)從堆內(nèi)存被回收，該類classLoader已經(jīng)被回收，該類Class對(duì)象沒有任何引用。

附圖：

談一個(gè)JVM優(yōu)化實(shí)例

現(xiàn)一個(gè)日處理量上億數(shù)據(jù)的計(jì)算系統(tǒng)，不斷從Mysql和其他數(shù)據(jù)中間件中提取數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理。每分鐘執(zhí)行500次數(shù)據(jù)提取和計(jì)算任務(wù)，每次任務(wù)處理耗時(shí)10秒，每次處理1萬條數(shù)據(jù)（每條數(shù)據(jù)20個(gè)字段），但是集群部署，共5臺(tái)機(jī)器，1臺(tái)機(jī)器每分鐘處理100次任務(wù)，每臺(tái)機(jī)器是4核8G內(nèi)配置，JVM分了4G，3G堆內(nèi)存，1.5G年輕代，1.5G老年代。

我們先來估算一下內(nèi)存占用：

• 每條數(shù)據(jù)20個(gè)字段，可以估算一條數(shù)據(jù)為1KB大小左右

• 每次計(jì)算1W條，那么一個(gè)任務(wù)占用內(nèi)存就是1KB*1W=10MB數(shù)據(jù)左右，一臺(tái)機(jī)器每分鐘處理100次任務(wù)，暫用內(nèi)存約為1G左右，基本上一分鐘多點(diǎn)后Eden區(qū)就被占滿了。

實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境是怎么樣的勒？

• 一分鐘之后的第一次GC，此時(shí)的內(nèi)存情況:

每個(gè)任務(wù)處理10S，意味著還有大概六分之一的數(shù)據(jù)應(yīng)該存活，算200M，但是200M放不進(jìn)Survivor區(qū)，所以會(huì)嘗試往老年代放，老年代現(xiàn)在大于1.2G所以直接放就是了。

• 每次MinorGC都會(huì)有大概200M進(jìn)入老年代，當(dāng)進(jìn)行到第三次時(shí)

此時(shí)老年代可用容量小于年輕代對(duì)象總內(nèi)存，默認(rèn)判斷老年代剩余空間是否大于平均每次MinorGC轉(zhuǎn)移過來的老年代對(duì)象容量，這里是大于，所以還是繼續(xù)MInorGC。

• 當(dāng)進(jìn)行到第八次時(shí)

此時(shí)會(huì)觸發(fā)FullGC清理老年代，于是老年代的對(duì)象被全部清理掉了：

• 然后繼續(xù)回到原來的第一次，每8次進(jìn)行一次FullGC,也就是8分鐘進(jìn)行一次

優(yōu)化策略

• 重新調(diào)整新生代老年代比例，擴(kuò)大新生代內(nèi)存為2GB，老年代1GB

此時(shí)一個(gè)Survivor區(qū)有200MB，每次MinorGC后都能存放的下存活對(duì)象，不用往老年代轉(zhuǎn)移（當(dāng)然還是有轉(zhuǎn)移，這只是避免了suprivor區(qū)過小被迫轉(zhuǎn)移的對(duì)象）。JVM優(yōu)化的策略最核心的就是減少FullGC次數(shù)，因?yàn)閽呙鑼?duì)象多了一個(gè)老年代和永久代、永久代標(biāo)記算法略微復(fù)雜、老年代整理時(shí)由于對(duì)象較多比較慢的原因，F(xiàn)ullGC效率是遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于MinorGC的，一般時(shí)間是minorGC的10倍以上。

感謝各位的閱讀，以上就是“JVM中垃圾回收的判定標(biāo)準(zhǔn)和內(nèi)存相關(guān)參數(shù)介紹”的內(nèi)容了，經(jīng)過本文的學(xué)習(xí)后，相信大家對(duì)JVM中垃圾回收的判定標(biāo)準(zhǔn)和內(nèi)存相關(guān)參數(shù)介紹這一問題有了更深刻的體會(huì)，具體使用情況還需要大家實(shí)踐驗(yàn)證。這里是億速云，小編將為大家推送更多相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的文章，歡迎關(guān)注！