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Java 基础入门教程!Java 垃圾回收机制小结以及优化建议

发布于: 3 小时前


垃圾回收是一种自动的存储管理机制。当一些被占用的内存不再需要时,就应该予以释放,以让出空间,这种存储资源管理,称为垃圾回收(garbage collection)。垃圾回收器可以让程序员减轻许多负担,也减少程序员犯错的机会。 我们来主要看看 Java 的 gc 机制。


整个 Java 堆可以切割成为三个部分:


  1. Young(年轻代):

  2. Eden(伊利园):存放新生对象。

  3. Survivor(幸存者):存放经过垃圾回收没有被清除的对象。

  4. Tenured(老年代):对象多次回收没有被清除,则移到该区块。

  5. Perm:存放加载的类别还有方法对象。


GC 会造成什么影响




在开始学习 GC 之前你应该知道一个词:stop-the-world。不管选择哪种 GC 算法,stop-the-world 都是不可避免的。 也就是说,当垃圾回收开始清理资源时,其余的所有线程都会被停止。所以,我们要做的就是尽可能的让它执行的时间变短。如果清理的时间过长,在我们的应用程序中就能感觉到明显的卡顿。


什么情况下 GC 会执行




因为它对系统影响很明显,所以它到底在什么时候执行呢?


总的来说,有两个条件会触发主 GC:


  1. 当应用程序空闲时,即没有应用线程在运行时,GC 会被调用。因为 GC 在优先级最低的线程中进行,所以当应用忙时,GC 线程就不会被调用,但以下条件除外。

  2. Java 堆内存不足时,GC 会被调用。当应用线程在运行,并在运行过程中创建新对象,若这时内存空间不足,JVM 就会强制地调用 GC 线程,以便回收内存用于新的分配。若 GC 一次之后仍不能满足内存分配的要求,JVM 会再进行两次 GC 作进一步的尝试,若仍无法满足要求,则 JVM 将报“out of memory”的错误,Java 应用将停止。


由于是否进行主 GC 由 JVM 根据系统环境决定,而系统环境在不断的变化当中,所以主 GC 的运行具有不确定性,无法预计它何时必然出现,但可以确定的是对一个长期运行的应用来说,其主 GC 是反复进行的。


垃圾回收的一般步骤




之前已经了解到 Java 堆被主要分成三个部分,而垃圾回收主要是在 Young(年轻代)和 Tenured(老年代)工作。 而 年轻代 又包括 Eden(伊利园)和两个 Survivor(幸存者)。 下面我们就来看看这些空间是如何进行交互的:


1、首先,所有新生成的对象都是放在年轻代的 Eden 分区的,初始状态下两个 Survivor 分区都是空的。年轻代的目标就是尽可能快速的收集掉那些生命周期短的对象。



2、当 Eden 区满的的时候,小垃圾收集就会被触发。



3、当 Eden 分区进行清理的时候,会把引用对象移动到第一个 Survivor 分区,无引用的对象删除。



4、在下一个小垃圾收集的时候,在 Eden 分区中会发生同样的事情:无引用的对象被删除,引用对象被移动到另外一个 Survivor 分区(S1)。此外,从上次小垃圾收集过程中第一个 Survivor 分区(S0)移动过来的对象年龄增加,然后被移动到 S1。当所有的幸存对象移动到 S1 以后,S0 和 Eden 区都会被清理。注意到,此时的 Survivor 分区存储有不同年龄的对象。



5、在下一个小垃圾收集,同样的过程反复进行。然而,此时 Survivor 分区的角色发生了互换,引用对象被移动到 S0,幸存对象年龄增大。Eden 和 S1 被清理。



6、这幅图展示了从年轻代到老年代的提升。当进行一个小垃圾收集之后,如果此时年老对象此时到达了某一个个年龄阈值(例子中使用的是 8),JVM 会把他们从年轻代提升到老年代。



7、随着小垃圾收集的持续进行,对象将会被持续提升到老年代。



8、这样几乎涵盖了年轻一代的整个过程。最终,在老年代将会进行大垃圾收集,这种收集方式会清理-压缩老年代空间。



也就是说,刚开始会先在新生代内部反复的清理,顽强不死的移到老生代清理,最后都清不出空间,就爆炸了。


与堆配置相关的参数


| 参数 | 描述 |


| --- | --- |


| -Xms | JVM 启动的时候设置初始堆的大小 |


| -Xmx | 设置最大堆的大小 |


| -Xmn | 设置年轻代的大小 |


| -XX:PermSize | 设置持久代的初始的大小 |


| -XX:MaxPermSize | 设置持久代的最大值 |


优化建议:

写在最后

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