《深入理解java虚拟机》读书笔记——垃圾收集与内存分配策略

可回收判定两种算法

引用计数法（Reference Counting）：引用为0时可回收。

可达性分析法（Reachability Analysis）: 从GCRoots对象到这个对象不可达。

GCRoots:

本地变量表引用的对象；
方法区中静态属性引用的对象
方法区中常量引用的对象
Native方法栈引用的对象。

个人理解，即在生命周期内不会变得不可达的对象。

垃圾收集算法

复制算法，一般用于新生代的minor gc，效率较高；

标记-整理算法，用于老年代的full gc，效率较低。

内存分配回收策略

1、在新生代 Eden区分配内存（大对象可能直接分配到老年代）。新生代内存不够用，则触发minor gc到步骤2；

2、标记可回收对象；

3、将存活对象复制到Survivor区(to survivor)，年龄计数器+1，年龄超过阈值的对象复制到老年代，或按动态年龄判定复制到老年代；

4、清空Eden区和from survivor区。存活下来的对象（年龄>=1）留在了survivor区；

5、触发minor gc之前检查，发现分配担保有风险（老年代剩余空间小于所有对象总空间），且HandlePromotionFailure=false，则触发一次full gc。

6、触发minor gc之前检查，虽然HandlePromotionFailure=true，但分配担保失败概率较高，则触发一次full gc。

7、如果在写老年代时，发现老年代不够用（担保失败），则触发一次full gc；

测试代码

public class TestGC{
        public static void main(String[] argv){
                BigObj obj1 = new BigObj();
                BigObj obj2 = new BigObj();
                obj1 = new BigObj();
                obj2 = new BigObj();
                BigObj obj3 = new BigObj();
                BigObj obj4 = new BigObj();
        }
        static class BigObj{
                private byte[] arr = new byte[3145728];
        }
}

执行命令：java -verbose:gc -Xms20M -Xmx20M -Xmn10M -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8 -classpath . TestGC

运行结果

[GC [PSYoungGen: 6831K->432K(9216K)] 6831K->6576K(19456K), 0.0033010 secs] [Times: user=0.02 sys=0.01, real=0.00 secs]
[Full GC [PSYoungGen: 432K->0K(9216K)] [ParOldGen: 6144K->6373K(10240K)] 6576K->6373K(19456K) [PSPermGen: 2586K->2585K(21504K)], 0.0069120 secs] [Times: user=0.02 sys=0.00, real=0.01 secs]
[Full GC [PSYoungGen: 6315K->0K(9216K)] [ParOldGen: 6373K->6371K(10240K)] 12689K->6371K(19456K) [PSPermGen: 2585K->2585K(21504K)], 0.0044660 secs] [Times: user=0.01 sys=0.00, real=0.00 secs]
Heap
 PSYoungGen      total 9216K, used 6339K [0x00000007ff600000, 0x0000000800000000, 0x0000000800000000)
  eden space 8192K, 77% used [0x00000007ff600000,0x00000007ffc30cf0,0x00000007ffe00000)
  from space 1024K, 0% used [0x00000007ffe00000,0x00000007ffe00000,0x00000007fff00000)
  to   space 1024K, 0% used [0x00000007fff00000,0x00000007fff00000,0x0000000800000000)
 ParOldGen       total 10240K, used 6371K [0x00000007fec00000, 0x00000007ff600000, 0x00000007ff600000)
  object space 10240K, 62% used [0x00000007fec00000,0x00000007ff238fc0,0x00000007ff600000)
 PSPermGen       total 21504K, used 2592K [0x00000007f9a00000, 0x00000007faf00000, 0x00000007fec00000)
  object space 21504K, 12% used [0x00000007f9a00000,0x00000007f9c88310,0x00000007faf00000)

这段代码一共生成了6个对象，分别叫做 obj1,obj2,obj1_,obj2_,obj3,obj4;

预想的结果是：

obj1和obj2分配到新生代Eden区，约6M；
分配obj1_时，eden区空间不足，触发一次minor gc。由于survivor区大小只有1M，将obj1和obj2复制到老年代，eden区清空（日志中还有432k不知道是什么内容）
obj1_和obj2_分配到新生代Eden区，约6M；此时obj1和obj2都变成了可回收对象；
分配obj3时，eden区空间不足，触发一次minor gc。由于空间担保失败，触发full gc，老年代的obj1和obj2清空，新生代的obj1_和obj2_复制到老年代，eden区清空。此时老年代占用6M，新生代0M；
obj3和obj4分配到eden区。最终老年代占用6M，新生代占用6M。

日志和预想的结果有出入，好像是在第2步后额外触发了一次full gc。可能和Parallel Scavenge的悲观策略有关。

另外，从日志可以看出，虚拟机使用的收集器组合是Parallel Scavenge+Parallel Old。