JVM垃圾回收（GC）原理

一.基本垃圾回收算法

1.引用计数（Reference Counting）

比较古老的回收算法。原理是此对象有一个引用则增加一个引用计数，删除一个引用则较少一个引用计数。垃圾回收时，只回收引用计数为0的对象。此算法最致命的是无法处理互相引用的问题。

2.标记-清除（Mark-Sweep）

此算法执行分两个阶段。第一个阶段是从根节点开始标记所有被引用的对象；第二个阶段遍历整个堆，把未标记的对象清除。此算法需要暂停整个应用，并且会产生内存碎片。

3.复制（Copying）

此算法把内存空间划分为2个相同的区域，每次只使用其中一个区域。垃圾回收时，区域A从根开始访问每一个关联的正在使用的对象，并且把正在使用的对象复制到另外一个区域B，然后回收区域A中所有对象。此算法只访问活跃对象，所以遍历空间成本低，但是此算法的缺点也很明显，就是需要2倍内存空间。

4.标记-整理（Mark-Compact）

此算法也是分两个阶段。第一个阶段是从根节点开始标记所有被引用的对象；第二阶段遍历整个堆，清除未被标记的对象并且把标记的对象（正在使用的对象）压缩到一起按顺序存放。此算法避免了“标记-清除”算法中的内存碎片问题，并且也避免了“复制”算法的空间问题。

二.JVM内存模型。

1.基础概念

（1）JVM内存限制（最大值）：

JVM内存的最大值跟操作系统有很大的关系。简单的说32位操作系统虽然可控内存有4GB，但是操作系统会给一个限制，Windows下为2GB，Linux下为3GB，而64位及以上的操作系统没有限制。

（2）JVM默认内存分配：

JVM初始分配的内存由-Xms指定：默认是物理内存的1/64但是小于1GB。

JVM最大分配的内存有-Xmx指定：默认是物理内存的1/4但是小于1GB。

（3）JVM内存自动调整：

默认空余堆内存小于40%时，JVM就会增大堆直到-Xmx限制，可以由-XX:MinHeapFreeRatio=指定。

默认空余堆内存大于70%时，JVM就是减少堆直到-Xms限制，可以由-XX:MaxHeapFreeRatio=指定。

但是服务器一般都设置-Xms、-Xmx相等以避免每次gc后都调整堆的大小，所以这两个参数一般没什么作用。

2.堆(Heap)和非堆(Non-heap)内存

（1）堆（Heap）

（2）非堆（Non-heap）

参考文档：

JVM参数：

1、JVM堆相关参数

参数	说明	备注
-Xmx	设置最大堆内存	一般-Xmx与-Xms设置相同
-Xms	设置最小堆内存
-Xmn	设置新生代内存大小	-Xmn等同于设置了相同的-XX:NewSize与-XX:MaxNewSize
-XX:NewSize	设置新生代初始大小
-XX:MaxNewSize	设置新生代最大值
-XX:PermSize	设置持久代初始大小	用于JDK8 之前
-XX:MaxPermSize	设置持久代的最大值	用于JDK8 之前
-XX:MetaspaceSize	设置持久代初始大小	用于JDK8之后，包含JDK8
-XX:MaxMetaspaceSize	设置持久代的最大值	用于JDK8之后，包含JDK8
-Xss	设置线程栈的大小	线程栈所占内存不是堆内存，是操作系统内存减去堆内存
-XX:MinHeapFreeRatio	设置堆空间最小空闲比例	当堆空间的空闲内存小于这个数值时，JVM便会扩展堆空间，默认值40
-XX:MaxHeapFreeRatio	设置堆空间最大空闲比例	当堆空间的空闲内存大于这个数值时，JVM便会压缩堆空间，得到一个较小的堆，默认值70
-XX:NewRatio	设置老年代与新生代比例	等于老年代大小除以新生代大小
-XX:SurviorRatio	新生代中Eden与survivor区的比例
-XX:TargetSurvivorRatio	设置survivor区的使用率	当survivor区的空间使用率达到这个数值时，会将对象送入老年代，默认值50，最高90

2、JVM垃圾收集器相关参数

参数	说明	备注
-XX:+CMSClassUnLoadingEnabled	允许对类元数据进行回收
-XX:CMSInitiatingPermOccupancyFraction	当永久代占用率达到这一百分比时，启动CMS回收	前提是-XX:+CMSClassUnLoadingEnabled激活了
-XX:UseCMSInitiatingOccupancyOnly	表示只在达到阈值的时候，才进行CMS回收
-XX:+CMSIncrementalMode	使用增量模式，比较适合单CPU

3、实用JVM参数

参数	说明	备注
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError	当程序发生OOM时，导出应用程序当前堆快照
-XX:HeapDumpPath	可以指定堆快照的保存位置	-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=/Users/yangyu/Downloads
-XX:OnOutOfMemoryError	系统发生OOM错误时可运行一段第三方脚本	-XX:OnOutOfMemoryError=c: eset.bat
-verbose:gc	获取gc信息
-XX:+PrintGC	获取gc信息
-XX:+PrintGCDetails	获取gc详细信息
-XX:+PrintHeapAtGC	gc时打印详细的堆信息
-Xloggc	将gc信息保存到文件	-Xloggc:/Users/yangyu/Downloads/gc.log
-XX:+TraceClassLoading	用于跟踪类加载情况
-XX:+TraceClassUnLoading	用于跟踪类卸载情况
-verbose:class	用于跟踪类加载和卸载情况
-XX:+DisableExplicitGC	用于禁止显示的gc操作	也就是禁止代码里面的System.gc()