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【Java 深入JVM】第4篇 – 运行时内存

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【Java 深入JVM】第4篇 – 运行时内存
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前言

本文章主要描述Java虚拟机(JVM)运行时的内存情况,
主要内容有如下几点:

① 运行时堆内存的划分
② 新生代、老年代内存区
③ 永久代内存区

1、JVM运行时内存

Java 堆从 GC 的角度还可以细分为: 新生代(Eden 区、From Survivor 区和 To Survivor 区)和老年代。如图所示:

2、新生代(年轻代)

所谓的新生代, 实际上是用来存放新产生的对象。一般占据堆的 1/3 空间。由于频繁创建对象,所以新生代会频繁触发 MinorGC(新生代的GC) 进行垃圾回收。新生代又分为 Eden 区、ServivorFrom、ServivorTo 三个区。

2.1 Eden 区

Eden 区表示 Java 新对象的出生地(如果新创建的对象占用内存很大,则直接分配到老 年代)。当 Eden 区内存不够的时候就会触发 MinorGC(新生代GC),对新生代区进行 一次垃圾回收。

2.2 ServivorFrom 区

ServivorFrom 区为 上一次 GC后的幸存者,而作为这一次 GC 的被扫描者。

2.3 ServivorTo 区

ServivorTo 区指的是保留了一次 MinorGC(新生代GC) 过程中的幸存者。

那么这三个区到是有什么样的作用呢?我们来看MinorGC 的处理过程

2.4 MinorGC 的处理过程

MinorGC 采用的是复制算法。 处理过程为 复制->清空->互换

① 首先 : eden、servicorFrom 复制到 ServicorTo,年龄+1 首先,把 Eden 和 ServivorFrom 区域中存活的对象复制到 ServicorTo 区域(如果有对象的年 龄以及达到了老年的标准,则赋值到老年代区),同时把这些对象的年龄+1(如果 ServicorTo 不 够位置了就放到老年区);

② 其次:清空 eden、servicorFrom 然后,清空 Eden 和 ServicorFrom 中的对象; 3:ServicorTo 和 ServicorFrom 互换

③ 最后,ServicorTo 和 ServicorFrom 互换,原 ServicorTo 将成为下一次 GC 时的 ServicorFrom 区。

3、老年代

主要存放应用程序中生命周期长的内存对象。

老年代的对象比较稳定,所以 MajorGC(老年代GC) 不会频繁执行。在进行 MajorGC(老年代GC) 前一般都先进行了一次 MinorGC(新生代GC),使得有新生代的对象晋身入老年代,导致空间不够用时才触发。当无法找到足 够大的连续空间分配给新创建的较大对象时也会提前触发一次 MajorGC 进行垃圾回收腾出空间。

MajorGC 采用标记清除算法:首先扫描一次所有老年代,标记出存活的对象,然后回收没有标记的对象。MajorGC 的耗时比较长,因为要扫描再回收。MajorGC 会产生内存碎片,为了减少内存损耗,我们一般需要进行合并或者标记出来方便下次直接分配。当老年代也满了装不下的 时候,就会抛出 OOM(Out of Memory)异常。

4、永久代(JDK1.8之后移除)

永久代实际上是指内存的永久保存区域,主要存放 Class 和 Meta(元数据)的信息,Class 在被加载的时候被 放入永久区域,它和和存放实例的区域不同,GC 不会在主程序运行期对永久区域进行清理。所以这 也导致了永久代的区域会随着加载的 Class 的增多而胀满,最终抛出 OOM 异常。

但是在 Java 8 版本中,永久代已经被移除,被一个称为“元数据区”(元空间: metaspace )的区域所取代。元空间 的本质和永久代类似,元空间与永久代之间最大的区别在于:元空间并不在虚拟机中,而是使用 本地内存。因此,默认情况下,元空间的大小仅受本地内存限制。类的元数据放入native memory( 本地空间 ), 字符串池和类的静态变量放入 java 堆中,这样可以加载多少类的元数据就不再由 MaxPermSize 控制, 而由系统的实际可用空间来控制。

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