Java工程师的你,真的不想了解一下《JVM垃圾回收详解》吗?(重点)

Java工程师的你,真的不想了解一下《JVM垃圾回收详解》吗?(重点)

文章目录

  • Java工程师的你,真的不想了解一下《JVM垃圾回收详解》吗?(重点)
    • 前言
    • 堆空间的基本结构
    • 内存分配和回收原则
      • 对象优先在 Eden 区分配
      • 大对象直接进入老年代
      • 长期存活的对象将进入老年代
      • 主要进行 gc 的区域
      • 空间分配担保
    • 死亡对象判断方法
      • 引用计数法
      • 可达性分析算法
      • 引用类型总结
      • 如何判断一个常量是废弃常量?
      • 如何判断一个类是无用的类?
    • 垃圾收集算法
      • 标记-清除算法
      • 复制算法
      • 标记-整理算法
      • 分代收集算法
    • 垃圾收集器
      • Serial 收集器
      • ParNew 收集器
      • Parallel Scavenge 收集器
      • Serial Old 收集器
      • Parallel Old 收集器
      • CMS 收集器
      • G1 收集器
      • ZGC 收集器

如果没有特殊说明,都是针对的是 HotSpot 虚拟机。

本文基于《深入理解 Java 虚拟机:JVM 高级特性与最佳实践》进行总结补充。

常见面试题:

  • 如何判断对象是否死亡(两种方法)。
  • 简单的介绍一下强引用、软引用、弱引用、虚引用(虚引用与软引用和弱引用的区别、使用软引用能带来的好处)。
  • 如何判断一个常量是废弃常量
  • 如何判断一个类是无用的类
  • 垃圾收集有哪些算法,各自的特点?
  • HotSpot 为什么要分为新生代和老年代?
  • 常见的垃圾回收器有哪些?
  • 介绍一下 CMS,G1 收集器。
  • Minor Gc 和 Full GC 有什么不同呢?

前言

当需要排查各种内存溢出问题、当垃圾收集成为系统达到更高并发的瓶颈时,我们就需要对这些“自动化”的技术实施必要的监控和调节。

堆空间的基本结构

Java 的自动内存管理主要是针对对象内存的回收和对象内存的分配。同时,Java 自动内存管理最核心的功能是 内存中对象的分配与回收。

Java 堆是垃圾收集器管理的主要区域,因此也被称作 GC 堆(Garbage Collected Heap)

从垃圾回收的角度来说,由于现在收集器基本都采用分代垃圾收集算法,所以 Java 堆被划分为了几个不同的区域,这样我们就可以根据各个区域的特点选择合适的垃圾收集算法。

在 JDK 7 版本及 JDK 7 版本之前,堆内存被通常分为下面三部分:

  1. 新生代内存(Young Generation)
  2. 老生代(Old Generation)
  3. 永久代(Permanent Generation)

下图所示的 Eden 区、两个 Survivor 区 S0 和 S1 都属于新生代,中间一层属于老年代,最下面一层属于永久代。

堆内存结构

JDK 8 版本之后 PermGen(永久) 已被 Metaspace(元空间) 取代,元空间使用的是直接内存

关于堆空间结构更详细的介绍,可以回过头看看 Java 内存区域详解 这篇文章。

内存分配和回收原则

对象优先在 Eden 区分配

大多数情况下,对象在新生代中 Eden 区分配。当 Eden 区没有足够空间进行分配时,虚拟机将发起一次 Minor GC。下面我们来进行实际测试一下。

测试代码:

public class GCTest {
   
  public static void main(String[] args) {
   
    byte[] allocation1, allocation2;
    allocation1 = new byte[30900*1024];
  }
}

通过以下方式运行:

添加的参数:-XX:+PrintGCDetails

运行结果 (红色字体描述有误,应该是对应于 JDK1.7 的永久代):

从上图我们可以看出 Eden 区内存几乎已经被分配完全(即使程序什么也不做,新生代也会使用 2000 多 k 内存)。

假如我们再为 allocation2 分配内存会出现什么情况呢?

allocation2 = new byte[900*1024];

allocation2 分配内存的时候 Eden 区内存几乎已经被分配完了

当 Eden 区没有足够空间进行分配时,虚拟机将发起一次 Minor GC。GC 期间虚拟机又发现 allocation1 无法存入 Survivor 空间,所以只好通过 分配担保机制 把新生代的对象提前转移到老年代中去,老年代上的空间足够存放 allocation1,所以不会出现 Full GC。执行 Minor GC 后,后面分配的对象如果能够存在 Eden 区的话,还是会在 Eden 区分配内存。可以执行如下代码验证:</

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