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JVM內存管理和JVM垃圾回收
JVM內存組成結構
JVM內存結構由堆、棧、本地方法棧、方法區等部分組成,結構圖如下所示:
1)堆
所有通過new創建的對象的內存都在堆中分配,其大小可以通過-Xmx和-Xms來控制。堆被劃分爲新生代和舊生代,新生代又被進一步劃分爲Eden和Survivor區,最後Survivor由FromSpace和ToSpace組成,結構圖如下所示:
新生代。新建的對象都是用新生代分配內存,Eden空間不足的時候,會把存活的對象轉移到Survivor中,新生代大小可以由-Xmn來控制,也可以用-XX:SurvivorRatio來控制Eden和Survivor的比例。舊生代用於存放新生代中經過多次垃圾回收(也即Minor GC)仍然存活的對象
2)棧
每個線程執行每個方法的時候都會在棧中申請一個棧幀,每個棧幀包括局部變量區和操作數棧,用於存放此次方法調用過程中的臨時變量、參數和中間結果
3)本地方法棧
用於支持native方法的執行,存儲了每個native方法調用的狀態
4)方法區
存放了要加載的類信息、靜態變量、final類型的常量、屬性和方法信息。JVM用持久代(PermanetGeneration)來存放方法區,可通過-XX:PermSize和-XX:MaxPermSize來指定最小值和最大值。介紹完了JVM內存組成結構,下面我們再來看一下JVM垃圾回收機制。
JVM垃圾回收機制
JVM分別對新生代和舊生代採用不同的垃圾回收機制
新生代的GC:
新生代通常存活時間較短,因此基於Copying算法來進行回收,所謂Copying算法就是掃描出存活的對象,並複製到一塊新的完全未使用的空間中,對應於新生代,就是在Eden和FromSpace或ToSpace之間copy。新生代採用空閒指針的方式來控制GC觸發,指針保持最後一個分配的對象在新生代區間的位置,當有新的對象要分配內存時,用於檢查空間是否足夠,不夠就觸發GC。當連續分配對象時,對象會逐漸從eden到survivor,最後到舊生代,
用javavisualVM來查看,能明顯觀察到新生代滿了後,會把對象轉移到舊生代,然後清空繼續裝載,當舊生代也滿了後,就會報outofmemory的異常,如下圖所示:
在執行機制上JVM提供了串行GC(SerialGC)、並行回收GC(ParallelScavenge)和並行GC(ParNew)
1)串行GC
在整個掃描和複製過程採用單線程的方式來進行,適用於單CPU、新生代空間較小及對暫停時間要求不是非常高的應用上,是client級別默認的GC方式,可以通過-XX:+UseSerialGC來強制指定
2)並行回收GC
在整個掃描和複製過程採用多線程的方式來進行,適用於多CPU、對暫停時間要求較短的應用上,是server級別默認採用的GC方式,可用-XX:+UseParallelGC來強制指定,用-XX:ParallelGCThreads=4來指定線程數
3)並行GC
與舊生代的併發GC配合使用
舊生代的GC:
舊生代與新生代不同,對象存活的時間比較長,比較穩定,因此採用標記(Mark)算法來進行回收,所謂標記就是掃描出存活的對象,然後再進行回收未被標記的對象,回收後對用空出的空間要麼進行合併,要麼標記出來便於下次進行分配,總之就是要減少內存碎片帶來的效率損耗。在執行機制上JVM提供了串行GC(SerialMSC)、並行GC(parallelMSC)和併發GC(CMS),具體算法細節還有待進一步深入研究。
以上各種GC機制是需要組合使用的,指定方式由下表所示:
本文轉自:http://developer.51cto.com/art/201103/248642.htm
對於Minor GC 和 Full GC的解釋:
- 新生代 GC(Minor GC):指發生在新生代的垃圾收集動作,因爲 Java 對象大多都具
備朝生夕滅的特性,所以 Minor GC 非常頻繁,一般回收速度也比較快。
- 老年代 GC(Major GC / Full GC):指發生在老年代的 GC,出現了 Major GC,經常
會伴隨至少一次的 Minor GC(但非絕對的,在 ParallelScavenge 收集器的收集策略裏
就有直接進行 Major GC 的策略選擇過程) 。MajorGC 的速度一般會比 Minor GC 慢 10
倍以上。