GC學習

java的內存大體能夠分爲5個區域：堆，方法區，jvm棧，本地方法棧，程序計數器

 

程序計數器：主要用於記錄當前線程執行的字節碼執行到了第幾行。

 

jvm棧：當每一個方法執行的時候都會建立一個棧幀（statck frame），棧幀裏面存儲了局部變量表、操做站、動態連接、方法出口等，局部變量表中存儲着方法的相關局部變量，包括各類基本數據類型，對象的引用，返回地址等。在這裏通常會有2種異常，當你的線程深度大於虛擬機規定的棧深度的時候，就會產生StatckOverFlowError（棧溢出）。可是通常虛擬的的棧均可以動態地擴展，當你擴展的大小大於分配的內存的時候就會拋出OutOfMemoryError（內存溢出）。

 

本地方法棧：它的實現和jvm棧相似，只是它執行的是native的方法，在不少虛擬機中，會將本地方法棧與虛擬機棧放在一塊兒使用。

 

堆：這是java最大的一塊內存區域，也是最重要的一塊內存區域，通常在這裏存放對象的實例，在邏輯上咱們要求堆內存是連續的。咱們能夠把它想象爲一個傳送帶，每當你建立一格對象的時候它就會日後移動一格，因此java中對象的建立速度很快。

 

方法區：在java虛擬機中，方法區被認爲是堆邏輯實現的一部分，在分代收集中把它定爲永久代。裏面主要存儲的是虛擬機已經加載的類信息，final常量、靜態變量、編譯器即時編譯的代碼等。運行時常量池是方法區的一部分，用於存儲編譯時就產生的字面常量，符號引用等。常量池也能夠存儲運行時生成的常量，好比字符串‘abc’已經在常量池中存在了，那麼直接返回字符串在常量池中的地址。

 

在java中一個對象的訪問方式

 

怎麼理解GC？

要理解GC咱們首先要知道java的內存分配和回收機制，歸納來講就是分代分配，分代回收。

 

年輕代（Young Generation）：對象被建立時，內存的分配首先發生在年輕代（大對象能夠直接被建立在年老代），大部分的對象在建立後很快就再也不使用，所以很快變得不可達，因而被年輕代的GC機制清理掉，這個GC機制被稱爲Minor GC或叫Young GC。注意，Minor GC並不表明年輕代內存不足，它事實上只表示在Eden區上的GC。

　　年輕代能夠被分爲3個區域：

1. 絕大多數剛建立的對象會被分配在Eden區，其中的大多數對象很快就會消亡。Eden區是連續的內存空間，所以在其上分配內存極快；
2. 最初一次，當Eden區滿的時候，執行Minor GC，將消亡的對象清理掉，並將剩餘的對象複製到一個存活區Survivor0（此時，Survivor1是空白的，兩個Survivor總有一個是空白的）；
3.  下次Eden區滿了，再執行一次Minor GC，將消亡的對象清理掉，將存活的對象複製到Survivor1中，而後清空Eden區；
4.  將Survivor0中消亡的對象清理掉，將其中能夠晉級的對象晉級到Old區，將存活的對象也複製到Survivor1區，而後清空Survivor0區；
5. 當兩個存活區切換了幾回（HotSpot虛擬機默認15次，用-XX:MaxTenuringThreshold控制，大於該值進入老年代，但這只是個最大值，並不表明必定是這個值）以後，仍然存活的對象（其實只有一小部分，好比，咱們本身定義的對象），將被複制到老年代。

　　從上面的過程能夠看出，Eden區是連續的空間，且Survivor總有一個爲空。通過一次GC和複製，一個Survivor中保存着當前還活着的對象，而Eden區和另外一個Survivor區的內容都再也不須要了，能夠直接清空，到下一次GC時，兩個Survivor的角色再互換。所以，這種方式分配內存和清理內存的效率都極高，這種垃圾回收的方式就是著名的「中止-複製（Stop-and-copy）」清理法（將Eden區和一個Survivor中仍然存活的對象拷貝到另外一個Survivor中），這不表明着中止複製清理法很高效，其實，它也只在這種狀況下高效，若是在老年代採用中止複製，則效果會不好。

 

年老代（Old Generation）：對象若是在年輕代存活了足夠長的時間而沒有被清理掉（即在幾回Young GC後存活了下來），則會被複制到年老代，年老代的空間通常比年輕代大，能存放更多的對象，在年老代上發生的GC次數也比年輕代少。當年老代內存不足時，將執行Major GC，也叫 Full GC。

 

垃圾回收機制基於的思想是對象必須是「活」的，這麼理解對象必須是「活」的呢？其實就是一組活的引用（GC roots），由於一個活的對象必然會被引用，所以咱們只要遍歷全部GC roots引用的對象，被引用到的對象就是活的。

　　通常是

• 虛擬機棧（棧幀中的本地變量表）中引用的對象；
• 方法區中類靜態屬性引用的對象；
• 方法區中常量引用的對象；
• 本地方法棧中JNI（即通常說的Native方法）引用的對象；

　　總結就是，方法運行時，方法中引用的對象；類的靜態變量引用的對象；類中常量引用的對象；Native方法中引用的對象。

　　被稱爲是gc roots。

找到了存活的對象要怎麼處理了，JVM虛擬機採用了一種自適應的技術：

1.中止複製（stop-and-copy）：jvm虛擬機會暫停程序的運行，而後把存活的對象從舊堆複製到新堆，並使它們緊密地排列，可是這樣會有一個問題，就是勢必要給jvm虛擬機2倍的內存才能幹這種事情。某些jvm虛擬機地作法是在堆裏面分配2塊較大地內存。還有一個問題就是，通常咱們產生的垃圾不會特別多，咱們把全部的對象複製過去會很浪費。

2.標記清掃（mark-and-sweep）：它的思路和前面同樣，遍歷全部的引用，找出存活的對象打上一個標記，當全部對象都打完標記以後，把打上標記的對象清楚掉。

 

我遇到的問題，測試機升級了16G內存的時候，xms和xmx設置爲10G出現了GC out of memory的問題。

xms的意思就是堆內存的初始分配空間，xmx的意思就是堆內存的最大分配空間。當可用堆內存小於40%時會設置到xmx，可用堆內存大於70%時會設置到xms。通常建議xms=xmx=內存的70%-75%，爲何要設置同樣，由於當xms很小的時候會頻繁地觸發GC後調整堆內存的大小，這樣很浪費。還有一個要注意設置的是新生代和老年代的大小，新生代的意思是全部新建立的對象都會在這裏，儘可能把新生代設置地大一點，由於若是設置地比較小的話就會頻繁地執行Minor GC。可是也不能太大，由於太大會致使老年代很小，老年代過小會引發堆內存碎片的問題。