前置概念

• Java GC、新生代、老年代
  Java 中的堆是 JVM 所管理的最大的一塊內(nèi)存空間，主要用于存放各種類的實(shí)例對(duì)象。
  在 Java 中，堆被劃分成兩個(gè)不同的區(qū)域：新生代 ( Young )、老年代 ( Old )。
  新生代 ( Young ) 又被劃分為三個(gè)區(qū)域：Eden、From Survivor、To Survivor。
  這樣劃分的目的是為了使 JVM 能夠更好的管理堆內(nèi)存中的對(duì)象，包括內(nèi)存的分配以及回收。
• 堆空間的分配
  堆大小 = 新生代 + 老年代。其中，堆的大小可以通過(guò)參數(shù) –Xms、-Xmx 來(lái)指定。
  默認(rèn)的，新生代 ( Young ) 與老年代 ( Old ) 的比例的值為 1:2 ( 該值可以通過(guò)參數(shù) –XX:NewRatio 來(lái)指定 )，
  即：新生代 ( Young ) = 1/3 的堆空間大小。老年代 ( Old ) = 2/3 的堆空間大小。
  其中，新生代 ( Young ) 被細(xì)分為 Eden 和 兩個(gè) Survivor 區(qū)域，這兩個(gè) Survivor 區(qū)域分別被命名為 from 和 to，以示區(qū)分
  默認(rèn)的，Edem : from : to = 8 :1 : 1 ( 可以通過(guò)參數(shù)–XX:SurvivorRatio 來(lái)設(shè)定 )，即： Eden = 8/10 的新生代空間大小，from = to = 1/10 的新生代空間大小。
  JVM 每次只會(huì)使用 Eden 和其中的一塊 Survivor 區(qū)域來(lái)為對(duì)象服務(wù)，所以無(wú)論什么時(shí)候，總是有一塊Survivor區(qū)域是空閑著的。
  因此，新生代實(shí)際可用的內(nèi)存空間為 9/10 ( 即90% )的新生代空間。

一、minor GC和full GC的區(qū)別

• 新生代GC(minor GC):指發(fā)生在新生代的垃圾收集動(dòng)作，minor GC非常頻繁，回收速度也比較快。
  新生代通常存活時(shí)間較短，因此基于復(fù)制算法來(lái)進(jìn)行回收，所謂復(fù)制算法就是掃描出存活的對(duì)象，并復(fù)制到一塊新的完全未使用的空間中.

• 老生代GC(full GC/major GC):指發(fā)生在老生代的垃圾收集動(dòng)作，出現(xiàn)了 Major GC 經(jīng)常會(huì)伴隨至少一次的 Minor GC（并非絕對(duì)），Major GC 的速度一般會(huì)比 Minor GC 的慢 10 倍以上。
  舊生代與新生代不同，對(duì)象存活的時(shí)間比較長(zhǎng)，比較穩(wěn)定，因此采用標(biāo)記（Mark）算法來(lái)進(jìn)行回收，所謂標(biāo)記就是掃描出存活的對(duì)象，然后再進(jìn)行回收未被標(biāo)記的對(duì)象，回收后對(duì)用空出的空間要么進(jìn)行合并，要么標(biāo)記出來(lái)便于下次進(jìn)行分配，總之就是要減少內(nèi)存碎片帶來(lái)的效率損耗

二、minorGC過(guò)程詳解

minor GC整體過(guò)程如下：
1，初始階段，新創(chuàng)建的對(duì)象被分配到Eden區(qū)，survivor的兩塊空間都是空的。
2，當(dāng)Eden區(qū)滿了的時(shí)候，minor GC觸發(fā)，經(jīng)過(guò)掃描與標(biāo)記，存活的對(duì)象被復(fù)制到S0，不存活的對(duì)象被回收， 并且存活的對(duì)象年齡都增大一歲。
3，在下一次的Minor GC中，Eden區(qū)的情況和上面一致，沒(méi)有引用的對(duì)象被回收，存活的對(duì)象被復(fù)制到survivor區(qū)。當(dāng)Eden 和 s0區(qū)空間滿了，S0的所有的數(shù)據(jù)都被復(fù)制到S1，需要注意的是，在上次minor GC過(guò)程中移動(dòng)到S0中的兩個(gè)對(duì)象在復(fù)制到S1后其年齡要加1。此時(shí)Eden區(qū)S0區(qū)被清空，所有存活的數(shù)據(jù)都復(fù)制到了S1區(qū)，并且S1區(qū)存在著年齡不一樣的對(duì)象。
4，再下一次MinorGC則重復(fù)這個(gè)過(guò)程，這一次survivor的兩個(gè)區(qū)對(duì)換，存活的對(duì)象被復(fù)制到S0，存活的對(duì)象年齡加1，Eden區(qū)和另一個(gè)survivor區(qū)被清空。
5，再經(jīng)過(guò)幾次Minor GC之后，當(dāng)存活對(duì)象的年齡達(dá)到一個(gè)閾值之后（-XX：MaxTenuringThreshold默認(rèn)是15），就會(huì)被從年輕代Promotion到老年代。
6， 隨著MinorGC一次又一次的進(jìn)行，不斷會(huì)有新的對(duì)象被promote到老年代。
7，上面基本上覆蓋了整個(gè)年輕代所有的回收過(guò)程。最終，MajorGC將會(huì)在老年代發(fā)生，老年代的空間將會(huì)被清除和壓縮(標(biāo)記-清除或者標(biāo)記整理)。

整體描述

大部分情況，對(duì)象都會(huì)首先在 Eden 區(qū)域分配，在一次新生代垃圾回收后，如果對(duì)象還存活，則會(huì)進(jìn)入 s1(“To”)，并且對(duì)象的年齡還會(huì)加 1(Eden 區(qū)->Survivor 區(qū)后對(duì)象的初始年齡變?yōu)?1)，當(dāng)它的年齡增加到一定程度（默認(rèn)為 15 歲），就會(huì)被晉升到老年代中。對(duì)象晉升到老年代的年齡閾值，可以通過(guò)參數(shù) -XX:MaxTenuringThreshold 來(lái)設(shè)置。經(jīng)過(guò)這次GC后，Eden區(qū)和"From"區(qū)已經(jīng)被清空。這個(gè)時(shí)候，“From"和"To"會(huì)交換他們的角色，也就是新的"To"就是上次GC前的“From”，新的"From"就是上次GC前的"To”。不管怎樣，都會(huì)保證名為To的Survivor區(qū)域是空的。Minor GC會(huì)一直重復(fù)這樣的過(guò)程，直到“To”區(qū)被填滿，"To"區(qū)被填滿之后，會(huì)將所有對(duì)象移動(dòng)到年老代中。

總結(jié)

從上面的過(guò)程可以看出，Eden區(qū)是連續(xù)的空間，且Survivor總有一個(gè)為空。經(jīng)過(guò)一次GC和復(fù)制，一個(gè)Survivor中保存著當(dāng)前還活著的對(duì)象，而Eden區(qū)和另一個(gè)Survivor區(qū)的內(nèi)容都不再需要了，可以直接清空，到下一次GC時(shí)，兩個(gè)Survivor的角色再互換。因此，這種方式分配內(nèi)存和清理內(nèi)存的效率都極高，這種垃圾回收的方式就是著名的“停止-復(fù)制（Stop-and-copy）”清理法（將Eden區(qū)和一個(gè)Survivor中仍然存活的對(duì)象拷貝到另一個(gè)Survivor中），這不代表著停止復(fù)制清理法很高效，其實(shí)，它也只在這種情況下（基于大部分對(duì)象存活周期很短的事實(shí)）高效，如果在老年代采用停止復(fù)制，則是非常不合適的。

老年代存儲(chǔ)的對(duì)象比年輕代多得多，而且不乏大對(duì)象，對(duì)老年代進(jìn)行內(nèi)存清理時(shí)，如果使用停止-復(fù)制算法，則相當(dāng)?shù)托?。一般，老年代用的算法是?biāo)記-壓縮算法，即：標(biāo)記出仍然存活的對(duì)象（存在引用的），將所有存活的對(duì)象向一端移動(dòng)，以保證內(nèi)存的連續(xù)。在發(fā)生Minor GC時(shí)，虛擬機(jī)會(huì)檢查每次晉升進(jìn)入老年代的大小是否大于老年代的剩余空間大小，如果大于，則直接觸發(fā)一次Full GC，否則，就查看是否設(shè)置了-XX:+HandlePromotionFailure（允許擔(dān)保失敗），如果允許，則只會(huì)進(jìn)行MinorGC，此時(shí)可以容忍內(nèi)存分配失??；如果不允許，則仍然進(jìn)行Full GC（這代表著如果設(shè)置-XX:+Handle PromotionFailure，則觸發(fā)MinorGC就會(huì)同時(shí)觸發(fā)Full GC，哪怕老年代還有很多內(nèi)存，所以，最好不要這樣做）。

三、GC觸發(fā)條件

Minor GC觸發(fā)條件：

• Eden區(qū)滿時(shí)

Full GC觸發(fā)條件：

• 調(diào)用System.gc時(shí)，系統(tǒng)建議執(zhí)行Full GC，但是不必然執(zhí)行
• 老年代空間不足
• 方法去空間不足
• 通過(guò)Minor GC后進(jìn)入老年代的平均大小大于老年代的可用內(nèi)存
• 由Eden區(qū)、From Space區(qū)向To Space區(qū)復(fù)制時(shí)，對(duì)象大小大于To Space可用內(nèi)存，則把該對(duì)象轉(zhuǎn)存到老年代，且老年代的可用內(nèi)存小于該對(duì)象大小。

四、對(duì)象進(jìn)入老年代的四種情況

• 假如進(jìn)行Minor GC時(shí)發(fā)現(xiàn)，存活的對(duì)象在ToSpace區(qū)中存不下，那么把存活的對(duì)象存入老年代
• 大對(duì)象直接進(jìn)入老年代
  假設(shè)新創(chuàng)建的對(duì)象很大，比如為5M(這個(gè)值可以通過(guò)PretenureSizeThreshold這個(gè)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，默認(rèn)3M)，那么即使Eden區(qū)有足夠的空間來(lái)存放，也不會(huì)存放在Eden區(qū)，而是直接存入老年代。
• 長(zhǎng)期存活的對(duì)象將進(jìn)入老年代
  此外，如果對(duì)象在Eden出生并且經(jīng)過(guò)1次Minor GC后仍然存活，并且能被To區(qū)容納，那么將被移動(dòng)到To區(qū)，并且把對(duì)象的年齡設(shè)置為1，對(duì)象沒(méi)"熬過(guò)"一次Minor GC(沒(méi)有被回收，也沒(méi)有因?yàn)門o區(qū)沒(méi)有空間而被移動(dòng)到老年代中)，年齡就增加一歲，當(dāng)它的年齡增加到一定程度(默認(rèn)15歲，配置參數(shù)-XX:MaxTenuringThreshold)，就會(huì)被晉升到老年代中。
• 動(dòng)態(tài)對(duì)象年齡判定
  還有一種情況，如果在From空間中，相同年齡所有對(duì)象的大小總和大于Survivor空間的一半，那么年齡大于等于該年齡的對(duì)象就會(huì)被移動(dòng)到老年代，而不用等到15歲(默認(rèn))。