java內(nèi)存分布的實(shí)現(xiàn)方法

本篇內(nèi)容主要講解“java內(nèi)存分布的實(shí)現(xiàn)方法”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實(shí)用性強(qiáng)。下面就讓小編來帶大家學(xué)習(xí)“java內(nèi)存分布的實(shí)現(xiàn)方法”吧!

目錄

• 一、堆內(nèi)內(nèi)存

• 1.1 年輕代-Young Generation

• 1.2 老年代 (Old Generation)

• 1.3 元數(shù)據(jù)（Meta space）

• 1.4 小結(jié)

• 二、堆外內(nèi)存

• 2.1 java中在堆外開辟內(nèi)存的方法有兩種

• 2.2 使用堆外內(nèi)存的優(yōu)點(diǎn)

• 2.3堆外內(nèi)存的缺點(diǎn)

• 三、垃圾回收

• 3.1 垃圾回收(GC)

• 3.2 GC root

• 3.3常用垃圾回收器

  
  

一、堆內(nèi)內(nèi)存

堆內(nèi)內(nèi)存分為三大部分，年輕代 ， 老年代 和 元空間，所以 堆內(nèi)內(nèi)存 = 年輕代 + 老年代 + 元空間，下面細(xì)聊下三部分

1.1 年輕代-Young Generation

• 存放的是new 生成的對象

• 年輕代是為了盡可能快速的回收掉那些生命周期短的對象

• Eden

• 大部分對象在Eden區(qū)中生成

• 當(dāng)Eden區(qū)滿時,會做一次young gc, 依然存活的對象將被復(fù)制到Survivor區(qū), 當(dāng)一個Survivor 區(qū)滿時, 此區(qū)的存活對象將被復(fù)制到另外一個Survivor區(qū)

• Survivor（通常2個)

• 當(dāng)兩個 Survivor 區(qū) 都滿時, 從第一個Survivor 區(qū) 被復(fù)制過來 且 依舊存活的 對象，超過一定年齡的會被復(fù)制到 老年代(Tenured)

• Survivor 的兩個區(qū)是對稱的, 沒有先后關(guān)系, 所有同一個區(qū)中可能同時存在從Eden復(fù)制過來的對象 和 從前一個 Survivor 復(fù)制過來的對象。

• 把a(bǔ)ge大于-XX:MaxTenuringThreshold的對象晉升到老年代；（對象每在Survivor區(qū)熬過一次，其age就增加一歲）；

1.2 老年代 (Old Generation)

• 存放了在年輕代中經(jīng)歷了N次垃圾回收后仍存活的對象, 是一些生命周期較長的對象.

• 存放那些創(chuàng)建的時候占用空間比較大的對象，這些對象不經(jīng)歷eden,直接進(jìn)入老年代，大對象（大小大于-XX:PretenureSizeThreshold的對象）

1.3 元數(shù)據(jù)（Meta space）

• 存放類的數(shù)據(jù)

• 存放靜態(tài)文件, 如靜態(tài)類和方法等。持久代對垃圾回收沒有顯著影響, 但是有些應(yīng)用可能動態(tài)生成或者調(diào)用一些class, 比如Hibernate, Mybatis 等, 此時需要設(shè)置一個較大的持久代空間來存放這些運(yùn)行過程中新增的類。

• 設(shè)置持久代大小參數(shù): -XX:MetaspaceSize, -XX:MaxMetaspaceSize

1.4 小結(jié)

1、默認(rèn)參數(shù)：

老年代占整個堆內(nèi)存的2/3

年輕代占整個內(nèi)存的1/3

Eden 區(qū)域占 整個年輕代的80%，F(xiàn)rom 和 To 兩個生存者區(qū)域各占10%

2、新老年代相關(guān)jvm參數(shù)

• -XX:NewRatio 設(shè)置新老年代比例，如-XX:NewRatio=5 代表 新老年代比例為1:5，新生代占用堆內(nèi)存的1/6，老年代占用5/6；

• -XX:SurvivorRatio 設(shè)置新生代中eden和兩個2個Survivo區(qū)域大小的比例，如-XX:SurvivorRatio=8，則eden:s1:s2=8:1:1,默認(rèn)比例就是為8:1:1.

3、young GC發(fā)生在新生代中，F(xiàn)Ull GC 發(fā)生在整個堆空間中，一般是老年代空間不夠用就會出發(fā)FULL GC

二、堆外內(nèi)存

我們的游戲服務(wù)器使用的是netty，所以單說下netty,Netty的ByteBuffer采用DIRECT BUFFERS，使用堆外直接內(nèi)存進(jìn)行Socket讀寫，不需要進(jìn)行字節(jié)緩沖區(qū)的二次拷貝,堆外內(nèi)存的零拷貝.提升了效率。因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)內(nèi)核直接把數(shù)據(jù)寫到堆外內(nèi)存里，不需要像普通API一樣，操作系統(tǒng)內(nèi)核緩存一份，程序讀的時候再復(fù)制一份到程序空間。

2.1 java中在堆外開辟內(nèi)存的方法有兩種

1.用DirectBufferByteBuffer.allocateDirect(size)

2.用JNI寫java的c/c++擴(kuò)展，在擴(kuò)展里不牽扯jvm自己向系統(tǒng)搞內(nèi)存出來。

2.2 使用堆外內(nèi)存的優(yōu)點(diǎn)

1.減少了垃圾回收因?yàn)槔厥諘和Ｆ渌墓ぷ鳌?/p>

2.加快了復(fù)制的速度堆內(nèi)在flush到遠(yuǎn)程時，會先復(fù)制到直接內(nèi)存（非堆內(nèi)存），然后在發(fā)送；而堆外內(nèi)存相當(dāng)于省略掉了這個工作。

2.3堆外內(nèi)存的缺點(diǎn)

內(nèi)存難以控制，使用了堆外內(nèi)存就間接失去了JVM管理內(nèi)存的可行性，改由自己來管理，當(dāng)發(fā)生內(nèi)存溢出時排查起來非常困難。

三、垃圾回收

3.1 垃圾回收(GC)

Minor GC

• 一般當(dāng)新對象生成并且在Eden申請空間失敗時就會觸發(fā)MinorGC, 對Eden區(qū)域進(jìn)行GC, 清除非存活對象, 并且把尚存活的對象移動到Survivor區(qū), 然后整理兩個Survivor區(qū)。

• 該方式的GC是對年輕代的Eden區(qū)進(jìn)行，不會影響到年老代。

• 由于大部分對象是從Eden區(qū)開始的, 所以Eden區(qū)的GC會很頻繁。

Major GC / Full GC

• 老年代(Tenured) 被寫滿

• 持久代(Permanent) 被寫滿

• System.gc() 被顯示調(diào)用

• 上一次GC之后Heap 的各域分配策略動態(tài)變化

• 對整個堆進(jìn)行整理。

• 所消耗的時間較長, 所以要盡量減少 Full GC 的次數(shù)

出現(xiàn)Full GC經(jīng)常會伴隨至少一次的Minor GC（不是絕對，Parallel Sacvenge收集器就可以選擇設(shè)置Major GC策略）；

Major GC速度一般比Minor GC慢10倍以上。

3.2 GC root

程序把所有的引用關(guān)系看作一張圖，從一個節(jié)點(diǎn)GC ROOT開始，尋找對應(yīng)的引用節(jié)點(diǎn)，找到這個節(jié)點(diǎn)以后，繼續(xù)尋找這個節(jié)點(diǎn)的引用節(jié)點(diǎn)，當(dāng)所有的引用節(jié)點(diǎn)尋找完畢之后，剩余的節(jié)點(diǎn)則被認(rèn)為是沒有被引用到的節(jié)點(diǎn)，即無用的節(jié)點(diǎn)，是需要釋放內(nèi)存的對象。

java中可作為GC Root的對象有

1.虛擬機(jī)棧中引用的對象（本地變量表）

2.方法區(qū)中靜態(tài)屬性引用的對象

3方法區(qū)中常量引用的對象

4.本地方法棧中引用的對象（Native對象）

3.3常用垃圾回收器

垃圾收集器就是內(nèi)存回收的具體實(shí)現(xiàn)。下面介紹一下虛擬機(jī)提供的幾種垃圾收集器

Serial收集器（復(fù)制算法)

新生代單線程收集器，標(biāo)記和清理都是單線程，優(yōu)點(diǎn)是簡單高效。

Serial Old收集器(標(biāo)記-整理算法)

老年代單線程收集器，Serial收集器的老年代版本。

ParNew收集器(停止-復(fù)制算法)　

新生代收集器，可以認(rèn)為是Serial收集器的多線程版本,在多核CPU環(huán)境下有著比Serial更好的表現(xiàn)。

Parallel Scavenge收集器(停止-復(fù)制算法)

并行收集器，追求高吞吐量，高效利用CPU。吞吐量一般為99%， 吞吐量= 用戶線程時間/(用戶線程時間+GC線程時間)。適合后臺應(yīng)用等對交互相應(yīng)要求不高的場景。

Parallel Old收集器(停止-復(fù)制算法)

Parallel Scavenge收集器的老年代版本，并行收集器，吞吐量優(yōu)先

CMS(Concurrent Mark Sweep)收集器（標(biāo)記-清理算法）

高并發(fā)、低停頓，追求最短GC回收停頓時間，cpu占用比較高，響應(yīng)時間快，停頓時間短，多核cpu 追求高響應(yīng)時間的選擇

G1(Garbage-First）

現(xiàn)在最新的回收器，新生代和老年代通用

新生代收集器使用的收集器：Serial、PraNew、Parallel Scavenge

老年代收集器使用的收集器：Serial Old、Parallel Old、CMS

我們線上服務(wù)器使用的是G1 收集器

四、總結(jié)

上面列舉了很多的內(nèi)容，但是需要記住的下面幾點(diǎn)就可以了

1、對象的遷移路徑：出生在Eden，然后在Survivor 區(qū)域來回遷移，遷移一次一次增加一次年齡，年齡太大的直接進(jìn)入老年代

2、 Eden區(qū)域滿了 產(chǎn)生 minor Gc

老年代滿了產(chǎn)生 full gc

3、記住回收器是執(zhí)行g(shù)c 的，選擇最新的G1回收器就好了

到此，相信大家對“java內(nèi)存分布的實(shí)現(xiàn)方法”有了更深的了解，不妨來實(shí)際操作一番吧！這里是億速云網(wǎng)站，更多相關(guān)內(nèi)容可以進(jìn)入相關(guān)頻道進(jìn)行查詢，關(guān)注我們，繼續(xù)學(xué)習(xí)！