Java分代垃圾回收策略原理详解

一、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。

二、如何分代

如图所示:

虚拟机中的共划分为三个代:年轻代(Young Generation)、年老代(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。

年轻代:

所有新生成的对象首先都是放在年轻代的。年轻代的目标就是尽可能快速的收集掉那些生命周期短的对象。年轻代分三个区。一个Eden区,两个Survivor区(一般而言)。大部分对象在Eden区中生成。当Eden区满时,还存活的对象将被复制到Survivor区(两个中的一个),当这个Survivor区满时,此区的存活对象将被复制到另外一个Survivor区,当这个Survivor区也满了的时候,从第一个Survivor区复制过来的并且此时还存活的对象,将被复制“年老区(Tenured)”。需要注意,Survivor的两个区是对称的,没先后关系,所以同一个区中可能同时存在从Eden复制过来的对象,和从前一个Survivor复制过来的对象,而复制到年老区的只有从第一个Survivor区过来的对象。而且,Survivor区总有一个是空的。同时,根据程序需要,Survivor区是可以配置为多个的(多于两个),这样可以增加对象在年轻代中的存在时间,减少被放到年老代的可能。

新生代有划分为Eden、From Survivor和To Survivor三个部分,他们对应的内存空间的大小比例为8:1:1,也就是,为对象分配内存的时候,首先使用Eden空间,经过GC后,没有被回收的会首先进入From Survivor区域,任何时候,都会保持一个Survivorq区域(From Survivor或To Survivor)完全空闲,也就是说新生代的内存利用率最大为90%。From Survivor和To Survivor两个区域会根据GC的实际情况,进行互换,将From Survivor区域中的对象全部复制到To Survivor区域中,或者反过来,将To Survivor区域中的对象全部复制到From Survivor区域中。

年老代:

在年轻代中经历了N次垃圾回收后仍然存活的对象,就会被放到年老代中。因此,可以认为年老代中存放的都是一些生命周期较长的对象。

GC过程中,当某些对象经过多次GC都没有被回收,可能会进入到年老代。或者,当新生代没有足够的空间来为对象分配内存时,可能会直接在年老代进行分配。

持久代:

用于存放静态文件,如今Java类、方法等。持久代对垃圾回收没有显著影响,但是有些应用可能动态生成或者调用一些class,例如Hibernate等,在这种时候需要设置一个比较大的持久代空间来存放这些运行过程中新增的类。持久代大小通过-XX:MaxPermSize=<N>进行设置。

永久代实际上对应着虚拟机运行时数据区的“方法区”,这里主要存放类信息、静态变量、常量等数据。一般情况下,永久代中对应的对象的GC效率非常低,因为这里的的大部分对象在运行都不要进行GC,它们会一直被利用,直到JVM退出。

三、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。

对整个堆进行整理,包括Young、Tenured和Perm。Full GC因为需要对整个块进行回收,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:

  • · 年老代(Tenured)被写满
  • · 持久代(Perm)被写满
  • · System.gc()被显示调用
  • ·上一次GC之后Heap的各域分配策略动态变化

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持我们。

(0)

相关推荐

  • Java9垃圾回收方法finalize() 原理解析

    1: finalize() 方法 finallize() 方法是Object类的方法, 用于在类被GC回收时 做一些处理操作, 但是JVM并不能保证finalize(0 ) 方法一定被执行, 由于finalize()方法的调用时机具有不确定性,从一个对象变得不可到达开始,到finalize()方法被执行,所花费的时间这段时间是任意长的.我们并不能依赖finalize()方法能及时的回收占用的资源,可能出现的情况是在我们耗尽资源之前,gc却仍未触发,因而通常的做法是提供显示的close()方法供客

  • Java垃圾回收之分代收集算法详解

    概述 这种算法,根据对象的存活周期的不同将内存划分成几块,新生代和老年代,这样就可以根据各个年代的特点采用最适当的收集算法.可以用抓重点的思路来理解这个算法. 新生代对象朝生夕死,对象数量多,只要重点扫描这个区域,那么就可以大大提高垃圾收集的效率.另外老年代对象存储久,无需经常扫描老年代,避免扫描导致的开销. 新生代 在新生代,每次垃圾收集器都发现有大批对象死去,只有少量存活,采用复制算法,只需要付出少量存活对象的复制成本就可以完成收集:可以参看我之前写的Java垃圾回收之复制算法详解 老年代

  • Java垃圾回收之标记压缩算法详解

    之前写过的一篇Java垃圾回收之标记清除算法详解 ,这个算法有个缺点就是造成内存碎片,存在不连续的空间,这样会导致申请较大空间的时候,又需要进行垃圾回收.下面介绍一下标记压缩算法,可以避免内存碎片. 空白部分是不连续的. 概述 这个算法的标记清除阶段,跟Java垃圾回收之标记清除算法详解  中的是一样的,而对于压缩阶段,它的工作就是移动所有的可达对象到堆内存的同一个区域中,使他们紧凑的排列在一起,从而将所有非可达对象释放出来的空闲内存都集中在一起,通过这样的方式来达到减少内存碎片的目的.如下图:

  • Java的垃圾强制回收实例分析

    本文实例讲述了Java的垃圾强制回收.分享给大家供大家参考,具体如下: 一 点睛 当一个对象失去引用后,系统何时调用它的finalize()方法对它进行资源清理,何时它可以变成不可达状态,系统何时回收它占有的内存,对于程序完全透明.程序只能控制一个对象不再被任何引用变量引用,不能控制它何时被回收. 程序可以强制系统进行垃圾回收--这种强制只是通知系统进行垃圾回收,但系统是否进行垃圾回收依然不能确定.大部分时候,程序强制垃圾回收后总是有一些效果 强制系统垃圾回收有如下两个方法: 调用System类

  • Java的垃圾回收机制实例分析

    本文实例讲述了Java的垃圾回收机制.分享给大家供大家参考,具体如下: 一 点睛 当程序创建对象.数组等引用类型实体时,系统都会在堆内存中为之分配一块内存区,对象就保存在这块内存区中,当这块内存不再被任何引用变量引用时,这块内存就变成了垃圾,等待垃圾回收机制进行回收. 垃圾回收机制的特点: 垃圾回收机制只负责回收堆内存中对象,不会回收任何任何物理资源(例如数据库连接,网络IO等资源). 程序无法精确控制垃圾回收的运行,垃圾回收会在合适时候进行垃圾回收.当对象永久性地失去引用后,系统就会在合适时候

  • Java垃圾回收机制的finalize方法实例分析

    本文实例讲述了Java垃圾回收机制的finalize方法.分享给大家供大家参考,具体如下: 一 点睛 finalize方法有如下四个特点: 永远不要主动调用某个对象的finalize方法,该方法应交给垃圾回收机制调用. finalize方法的何时被调用,是否被调用具有不确定性.不要把finalize方法当成一定会被执行的方法. 当JVM执行可恢复对象的finalize方法时,可能使该对象或系统中其他对象重新变成可达状态. 当JVM执行finalize方法时出现了异常,垃圾回收机制不会报告异常,程

  • Java9以后的垃圾回收的具体用法

    1: finalize() 方法 finallize() 方法是Object类的方法, 用于在类被GC回收时 做一些处理操作, 但是JVM并不能保证finalize(0 ) 方法一定被执行, 由于finalize()方法的调用时机具有不确定性,从一个对象变得不可到达开始,到finalize()方法被执行,所花费的时间这段时间是任意长的.我们并不能依赖finalize()方法能及时的回收占用的资源,可能出现的情况是在我们耗尽资源之前,gc却仍未触发,因而通常的做法是提供显示的close()方法供客

  • Java分代垃圾回收策略原理详解

    一.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

  • Java垃圾回收机制算法详解

    概述 Java GC(Garbage Collection,垃圾回收)机制,是Java与C++/C的主要区别之一,作为Java开发者,一般不需要专门编写内存回收和垃圾清理代码,对内存泄露和溢出的问题,也不需要像C程序员那样战战兢兢.这是因为在Java虚拟机中,存在自动内存管理和垃圾清扫机制.概括地说,该机制对JVM中的内存进行标记,并确定哪些内存需要回收,根据一定的回收策略,自动的回收内存,永不停息的保证JVM中的内存空间,防止出现内存泄露和溢出问题. 在真实工作中的项目中,时不时的会发生内存溢

  • java并发等待条件的实现原理详解

    前言 前面介绍了排它锁,共享锁的实现机制,本篇继续学习AQS中的另外一个内容-Condition.想必学过java的都知道Object.wait和Object.notify,同时也应该知晓这两个方法的使用离不开synchronized关键字.synchronized是jvm级别提供的同步原语,它的实现机制隐藏在jvm实现中.作为Lock系列功能中的Condition,就是用来实现类似 Object.wait和Object.notify 对应功能的. 使用场景 为了更好的理解Lock和Condit

  • Java行为型设计模式之策略模式详解

    目录 1.策略设计模式定义 2.策略设计模式的有点与不足 3.策略设计模式的实现思路 4.代码示例 5.策略设计模式的应用场景 编程是一门艺术,大批量的改动显然是非常丑陋的做法,用心的琢磨写的代码让它变的更美观. 在现实生活中常常遇到实现某种目标存在多种策略可供选择的情况,例如超市促销可以釆用打折.送商品.送积分等方法. 在软件开发中也常常遇到类似的情况,当实现某一个功能存在多种算法或者策略,我们可以根据环境或者条件的不同选择不同的算法或者策略来完成该功能,如数据排序策略有快速排序.归并排序.选

  • Java垃圾回收finalize()作用详解

    finalize 方法使用案例 package test; class TestGC { private String str = "hello"; TestGC(String str) { this.str = str; } public void finalize() { System.out.println(str); } } public class Hello { /** * @param args */ public static void main(String[] ar

  • Java原生操作JDBC连接以及原理详解

    一.简介 JDBC全称又叫做Java DataBase Connectivity,也就是Java数据库连接,说白了就是用Java语言来操作数据 库,提供统一API访问数据库操作. 二.原理 JDBC主要是用于java连接数据库的,能连接什么数据库不固定,其实能连接很多种数据库,而且一般来说可以连接oracle和mysql,通常也是这两种.但是既然JDBC能连接这么多的数据库,开发起来太麻烦了,于是sun公司那些人想出了一个办法,我定义一套规范,大家都按照这个规范来,实现自己公司访问数据库的实现.

  • js闭包和垃圾回收机制示例详解

    前言 闭包和垃圾回收机制常常作为前端学习开发中的难点,也经常在面试中遇到这样的问题,本文记录一下在学习工作中关于这方面的笔记. 正文 1.闭包 闭包(closure)是Javascript语言的一个难点,也是它的特色,很多高级应用都要依靠闭包实现.作为一个JavaScript开发者,理解闭包十分重要. 1.1闭包是什么? 闭包就是一个函数引用另一个函数的变量,内部函数被返回到外部并保存时产生,(内部函数的作用域链AO使用了外层函数的AO) 因为变量被引用着所以不会被回收,因此可以用来封装一个私有

  • Java基础学习之反射机制原理详解

    目录 一.什么是反射 二.反射的原理 三.反射的优缺点 四.反射的用途 五.反射机制常用的类 六.反射的基本使用 一.什么是反射 (1)Java反射机制的核心是在程序运行时动态加载类并获取类的详细信息,从而操作类或对象的属性和方法.本质是JVM得到class对象之后,再通过class对象进行反编译,从而获取对象的各种信息. (2)Java属于先编译再运行的语言,程序中对象的类型在编译期就确定下来了,而当程序在运行时可能需要动态加载某些类,这些类因为之前用不到,所以没有被加载到JVM.通过反射,可

  • java ConcurrentHashMap锁分段技术及原理详解

    一.背景: 线程不安全的HashMap 因为多线程环境下,使用Hashmap进行put操作会引起死循环,导致CPU利用率接近100%,所以在并发情况下不能使用HashMap. 效率低下的HashTable容器 HashTable容器使用synchronized来保证线程安全,但在线程竞争激烈的情况下HashTable的效率非常低下.因为当一个线程访问HashTable的同步方法时,其他线程访问HashTable的同步方法时,可能会进入阻塞或轮询状态.如线程1使用put进行添加元素,线程2不但不能

  • Java线程池的拒绝策略实现详解

    一.简介 jdk1.5 版本新增了JUC并发编程包,大大的简化了传统的多线程开发. Java线程池,是典型的池化思想的产物,类似的还有数据库的连接池.redis的连接池等.池化思想,就是在初始的时候去申请资源,创建一批可使用的连接,这样在使用的时候,就不必再进行创建连接信息的开销了.举个生活中鲜明的例子,在去著名洋快餐某基或者某劳的时候,配餐人员是字节从一个中间的保温箱里面直接取,然后打包就好了.不用再临时的来了一个单子,又要去拿原材料,又要去进行加工.效率明显的就是提高了很多. 既然是池子,那

随机推荐