爲什麼HotspotJVM垃圾回收中的“標記-複製”算法需要兩個survivor空間？

一、提出問題

如題，爲什麼HotspotJVM垃圾回收中的“標記-複製”算法需要兩個survivor空間？爲什麼要強調Hotspot JVM呢，因爲JVM有很多種，每種JVM的實現方式都不一樣。本文提到的JVM，一律是代表Hotspot JVM。

二、背景

熟悉jvm的童鞋，都應該瞭解到，一些經典的新生代垃圾收集器運用了“標記-複製算法”，並且，爲了較好的實現複製算法，通常把新生代分爲兩種邏輯分區，一種叫eden空間，另一種叫survivor空間。jvm給一個對象分配內存時，會優先分配到eden空間；然後survivor，顧名思義就是從eden空間經歷過Minor GC但仍“得以生存”的那些對象存儲的內存空間。
那按照jvm實現的思路，爲什麼需要兩個survivor空間呢？
這個問題用反證法比較好理解，我們作以下幾個假設。

三、假設

這裏設置新生代被分配的內存空間是10，作以下假設：

1. 假設沒有survivor空間，eden空間和survivor空間大小比是10:0。 這個假設有點不攻自破，因爲既然是複製算法，肯定是至少有一個原來的內存空間，以及一個要複製到的目標空間，所以內存只有一個邏輯分區(這裏指eden空間)是不夠的，至少要兩個邏輯分區，才能實現“得救者”的轉移。
2. 假設只有一個survivor，eden空間和survivor空間大小比是5:5。 這樣一來，把新生代內存分成兩個空間，eden和surivor各佔一半。我們可以想象一下，jvm會在eden空間爲新對象分配內存，然後到MinorGC發生時，eden空間中得以存活的對象被複制並移動到survivor空間(假設survivor空間足夠大)，然後把eden空間清空，eden空間和survivor空間角色互換，準備下一次新的對象空間的分配。這個過程看起來毫無破綻，但細心點看，可以發現，每次可分配的內存空間大小隻有新生代空間的一半，這未免也太浪費了吧？
   根據IBM一項專門的研究表明：新生代的對象有98%是”朝生夕滅“，什麼概念呢？也就是說很多對象都熬不過第一次MinorGC。所以，如果eden空間和survivor空間設置成一樣大小的兩塊，那麼也許會看到這麼一種現象：Eden空間很滿，而survivor空間幾乎是空的。這樣也可能引發嚴重的問題，就是如果來了一個超大對象(比eden空間還大)，由於eden空間被排擠得太小，而不得不把這個超大對象提前晉升到老年代，而造成老年代的空間瞬間膨脹，可能會引發FullGC，從而導致用戶程序卡頓。
   
3. 假設只有一個survivor，eden空間和survivor空間大小比是9:1。 再來看看survivor空間只有一個的另外一個情況，這次是把survivor縮小到是eden的1/9。因爲新生代只劃分了兩個空間，所以發生MinorGC的處理方式跟上一條是一模一樣的，但到了最後一步，因爲eden和survivor的空間大小是9:1，之後如果發生角色互換，則eden和survivor大小比是1:9，這對對象的內存分配來說，是無法接受的，所以這種情況也是不妥的。

四、結論

經過以上的幾種假設，我們可以得出結論。如果eden空間和survivor空間設置成一樣的大小，是可以實現“半區複製”的，但這種做法來劃分jvm的新生代是不合理的。正確的做法我們都知道了：eden空間佔絕大部分，再設置兩個相同大小的from survivor空間和to survivor空間，三者默認大小比是8:1:1，發生MinorGC時，eden和from survivor中被判斷存活的對象被移動到to survivor，剩下的內存空間都被回收，然後from survivor和to survivor空間互換，此時的eden和from survivor都是被清空了的，準備下一輪的對象分配和GC 而控制這個比例的參數是-XX:+SurvivorRatio，如-XX:SurvivorRatio=8代表eden空間大小佔8，另外兩個survivor空間各佔1。