Java 堆从 GC 的角度还可以细分为:新生代(Eden 区、From Survivor 区和 To Survivor 区)和老年代。

【JVM】JVM的运行时内存是怎么样的?_随笔

画外音:为什么要设置 survior 区?

这里使用标记-复制算法来清理空间,所以需要在Eden区之外再设一个地方接收复制活下来的对象。

画外音:为什么 Survivor 区域只占 1/10?

根据统计发现,98%的对象都活不过一轮GC,留下来的都是少数。而且两个Survivor区有一个要空着,如果太大就太浪费了

1.新生代

用来存放新生成对象,一般占据堆的 1/3 空间。

由于频繁创建对象,所以新生代会频繁触发 MinorGC 进行垃圾回收。

新生代又分为 Eden 区、SurvivorFrom 区和 SurvivorTo 区。

画外音:为什么要设置两个 Survivor 区?

为了让存活的对象能够在这边反复流转,不要着急去老年代区域,所以设置两个 Survivor 区

Eden 区

Java 新对象的出生地(如果新创建的对象占用内存很大,则直接分配到老年代)。当 Eden 区内存不够的时候就会触发 MinorGC,对新生代区进行一次垃圾回收。

话外音:从年轻代空间(包括 Eden 和 Survivor 区域)回收内存被称为 Minor GC。

话外音:JVM在内存新生代(Eden Space)中还会开辟的一小块线程私有区域,它叫TLAB,在Java程序中有很多用过即丢的小对象,它们不存在线程共享也适合被快速GC,所以对于这些小对象通常JVM会优先分配到TLAB上。

Java中每个线程都有一个自己的缓冲区TLAB,每个TLAB只有一个线程可以操作。

SurvivorFrom 区

上一次 GC 的幸存者,作为这一次 GC 的被扫描者。

SurvivorTo 区

保留了一次 MinorGC 过程中的幸存者。

MinorGC 的过程(复制->清空->互换)

MinorGC 采用标记复制算法。

所有的 Minor GC 都会触发“全世界的暂停(stop-the-world)”,停止应用程序的线程,不过这个过程非常短暂。

1. eden、surviorFrom 复制到 survicorTo,年龄+1

首先,把 Eden 和 SurvivorFrom 区域中存活的对象复制到 SurviorTo 区域(如果有对象的年龄以及达到了老年的标准,则赋值到老年代区),同事把这些对象的年龄+1(如果 SurvicorTo 不够位置了就放到老年区);

画外音:年龄是什么?

没有什么是一张思维导图搞定不了的,如果有,那就再来一张!

【JVM】JVM的运行时内存是怎么样的?_随笔_02

 2.清空 eden、surviorFrom

然后,清空 和 SurviorFrom 中的对象;

3.SurviorTo 和 SurviorFrom 互换

最后,SurviorTo 和 SurviorFrom 互换,原 SurviorTo 成为下一次 GC 时的 SurviorFrom 区。

看下 GC时候的堆结构图:

【JVM】JVM的运行时内存是怎么样的?_随笔_03

2.老年代

主要存放应用程序中生命周期长的内存对象。

老年代的对象比较稳定,所以 MajorGC 不会频繁执行。在进行 MajorGC 前一般都先进行一次 MinorGC,使得有新生代的对象晋身入老年代,导致空间不够用时才触发。

当无法找到足够打的连续空间分配给新创建的较大对象时,也会提前触发一次 MajorGC 进行垃圾回收腾出空间。

MajorGC 采用标记清除算法:首先扫描一次所有老年代,标记出存活的对象,然后回收没有标记的对象。MajorGC 的耗时比较长,因为要扫描再回收。

MajorGC 会产生内存碎片,未了减少内存损耗,我们一般需要进行合并或者标记出来方便下次直接分配。当老年代也满了装不下的时候,就会抛出 OOM(Out of Memory)异常。

3.永久代

指内存的永久保存区域,主要存放 Class 和 Meta(元数据)的信息,Class 在被加载的时候被放入永久区域,它和存放实例的区域不同,GC 不会再主程序运行期间对永久区域进行清理。所以者也导致了永久代的区域会随着加载的 Class 的增多而胀满,最终抛出 OOM 异常。

Java 8 与 元数据

在 Java 8 中,永久代以及被移除,被一个称为“元数据区”(元空间)的区域所取代。

元空间的本质和永久代类似,元空间与永久代最大的区别在于:元空间并不在虚拟机中,而是使用本地内存。

因此,默认情况下,元空间的大小受本地内存限制。

类的元数据放入 native memory,字符串持和类的静态变量放入 Java 堆中,这样可以加载多少类的元数据就不再由 MaxPermSize 控制,而由系统的实际可用空间来控制。

 

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