深入理解java虚拟机---内存分配策略(十三)

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Java内存分配策略

使用的ParNew+Serial Old收集器组合

1. 优先在Eden上分配。

Java的对象优先会在新生代的Eden上分配。

我们可以看一个例子：

我设置了这些参数：-XX:+PrintGCDetails -Xms20m -Xmx20m -Xmn10m，堆内存分配20M，新生代10M，老生代10M，默认情况下Survivor区为8:1，所以Eden区域为8M

我运行这段代码：

public class JavaTest {

    static int m = 1024 * 1024;

    public static void main(String[] args) {
        //分配2兆
        byte[] a1 = new byte[2 * m];
        System.out.println("a1 ok");
        //分配2兆
        byte[] a2 = new byte[2 * m];
        System.out.println("a2 ok");
    }
}

控制台日志：

a1 ok
a2 ok
Heap
 def new generation   total 9216K, used 4603K [0x331d0000, 0x33bd0000, 0x33bd0000)
  eden space 8192K,  56% used [0x331d0000, 0x3364ef50, 0x339d0000)
  from space 1024K,   0% used [0x339d0000, 0x339d0000, 0x33ad0000)
  to   space 1024K,   0% used [0x33ad0000, 0x33ad0000, 0x33bd0000)
 tenured generation   total 10240K, used 0K [0x33bd0000, 0x345d0000, 0x345d0000)
   the space 10240K,   0% used [0x33bd0000, 0x33bd0000, 0x33bd0200, 0x345d0000)
 compacting perm gen  total 12288K, used 381K [0x345d0000, 0x351d0000, 0x385d0000)
   the space 12288K,   3% used [0x345d0000, 0x3462f4d0, 0x3462f600, 0x351d0000)
    ro space 10240K,  55% used [0x385d0000, 0x38b51140, 0x38b51200, 0x38fd0000)
    rw space 12288K,  55% used [0x38fd0000, 0x396744c8, 0x39674600, 0x39bd0000)

日志中非常清晰的可以看到，我们分配了一个4M内存大小，直接是分配在了eden space里面。

2. 大对象直接进入老生代。

 因为大对象一般是数组或者字符串,我们知道垃圾回收的算法是复制算法,所以需要大对象需要比较多的空间存储对象.在eden区间执行gc频率很高时会耗费很多性能,所以直接将大对象放入到老生代.

参数：-XX:PretenureSizeThreshold（该设置只对Serial和ParNew收集器生效） 可以设置进入老生代的大小限制，我们设置为3M，则大于3M的大对象就直接进入老生代

测试代码：

public class JavaTest {

    static int m = 1024 * 1024;

    public static void main(String[] args) {
        //分配2兆
        byte[] a1 = new byte[2 * m];
        System.out.println("a1 ok");
        byte[] a3 = new byte[4 * m];
        System.out.println("a2 ok");
    }
}

控制台日志：

a1 ok
a2 ok
Heap
 def new generation   total 9216K, used 2555K [0x331d0000, 0x33bd0000, 0x33bd0000)
  eden space 8192K,  31% used [0x331d0000, 0x3344ef40, 0x339d0000)
  from space 1024K,   0% used [0x339d0000, 0x339d0000, 0x33ad0000)
  to   space 1024K,   0% used [0x33ad0000, 0x33ad0000, 0x33bd0000)
 tenured generation   total 10240K, used 4096K [0x33bd0000, 0x345d0000, 0x345d0000)
   the space 10240K,  40% used [0x33bd0000, 0x33fd0010, 0x33fd0200, 0x345d0000)
 compacting perm gen  total 12288K, used 381K [0x345d0000, 0x351d0000, 0x385d0000)
   the space 12288K,   3% used [0x345d0000, 0x3462f4d0, 0x3462f600, 0x351d0000)
    ro space 10240K,  55% used [0x385d0000, 0x38b51140, 0x38b51200, 0x38fd0000)
    rw space 12288K,  55% used [0x38fd0000, 0x396744c8, 0x39674600, 0x39bd0000)

上面的日志中，可以清洗看到第一次分配的2M留存在了eden space中，而4M超过了大对象设置的值3M，所以直接进入了老生代tenured generation

3. 长期存活的对象进入老年代

为了演示方便，我们设置-XX:MaxTenuringThreshold=1（默认15），当在新生代中年龄为1的对象进入老年代。

测试代码：

public class JavaTest {

    static int m = 1024 * 1024;

    public static void main(String[] args) {
        //分配2兆
        byte[] a1 = new byte[1 * m / 4];
        System.out.println("a1 ok");
        byte[] a2 = new byte[7 * m];
        System.out.println("a2 ok");
        byte[] a3 = new byte[3 * m]; //GC
        System.out.println("a3 ok");
    }
}

控制台日志：

a1 ok
a2 ok
[GC [DefNew: 7767K->403K(9216K), 0.0062209 secs] 7767K->7571K(19456K), 0.0062482 secs]
[Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.01 secs]
a3 ok
Heap
 def new generation   total 9216K, used 3639K [0x331d0000, 0x33bd0000, 0x33bd0000)
  eden space 8192K,  39% used [0x331d0000, 0x334f9040, 0x339d0000)
  from space 1024K,  39% used [0x33ad0000, 0x33b34de8, 0x33bd0000)
  to   space 1024K,   0% used [0x339d0000, 0x339d0000, 0x33ad0000)
 tenured generation   total 10240K, used 7168K [0x33bd0000, 0x345d0000, 0x345d0000)
   the space 10240K,  70% used [0x33bd0000, 0x342d0010, 0x342d0200, 0x345d0000)
 compacting perm gen  total 12288K, used 381K [0x345d0000, 0x351d0000, 0x385d0000)
   the space 12288K,   3% used [0x345d0000, 0x3462f548, 0x3462f600, 0x351d0000)
    ro space 10240K,  55% used [0x385d0000, 0x38b51140, 0x38b51200, 0x38fd0000)
    rw space 12288K,  55% used [0x38fd0000, 0x396744c8, 0x39674600, 0x39bd0000)

我们可以看到在A3处有一次GC，并且a2的7M已经满足-XX:MaxTenuringThreshold=1的要求，所以a2进入老年代，而空出来的空间a3就进入新生代

4. 动态对象年龄判定

为了使内存分配更加灵活，虚拟机并不要求对象年龄达到MaxTenuringThreshold才晋升老年代

如果Survivor区中相同年龄所有对象大小的总和大于Survivor区空间的一半，年龄大于或等于该年龄的对象在Minor GC时将复制至老年代

5. 空间分配担保

新生代使用复制算法，当Minor GC时如果存活对象过多，无法完全放入Survivor区，就会向老年代借用内存存放对象，以完成Minor GC。

在触发Minor GC时，虚拟机会先检测之前GC时租借的老年代内存的平均大小是否大于老年代的剩余内存，如果大于，则将Minor GC变为一次Full GC，如果小于，则查看虚拟机是否允许担保失败，如果允许担保失败，则只执行一次Minor GC，否则也要将Minor GC变为一次Full GC。

说白了，新生代放不下就会借用老年代的空间来进行GC