詳解Java GC的工做原理+Minor GC、FullGC

JVM內存管理和JVM垃圾回收  

JVM內存組成結構

JVM內存結構由堆、棧、本地方法棧、方法區等部分組成，結構圖以下所示：

1)堆

全部經過new建立的對象的內存都在堆中分配，其大小能夠經過-Xmx和-Xms來控制。堆被劃分爲新生代和舊生代，新生代又被進一步劃分爲Eden和Survivor區，最後Survivor由FromSpace和ToSpace組成，結構圖以下所示：

新生代。新建的對象都是用新生代分配內存，Eden空間不足的時候，會把存活的對象轉移到Survivor中，新生代大小能夠由-Xmn來控制，也能夠用-XX:SurvivorRatio來控制Eden和Survivor的比例。舊生代用於存放新生代中通過屢次垃圾回收 (也即Minor GC) 仍然存活的對象

2)棧

每一個線程執行每一個方法的時候都會在棧中申請一個棧幀，每一個棧幀包括局部變量區和操做數棧，用於存放這次方法調用過程當中的臨時變量、參數和中間結果

3)本地方法棧

用於支持native方法的執行，存儲了每一個native方法調用的狀態

4)方法區

存放了要加載的類信息、靜態變量、final類型的常量、屬性和方法信息。JVM用持久代(PermanetGeneration)來存放方法區，可經過-XX:PermSize和-XX:MaxPermSize來指定最小值和最大值。介紹完了JVM內存組成結構，下面咱們再來看一下JVM垃圾回收機制。

JVM垃圾回收機制

JVM分別對新生代和舊生代採用不一樣的垃圾回收機制

新生代的GC：

新生代一般存活時間較短，所以基於Copying算法來進行回收，所謂Copying算法就是掃描出存活的對象，並複製到一塊新的徹底未使用的空間中，對應於新生代，就是在Eden和FromSpace或ToSpace之間copy。新生代採用空閒指針的方式來控制GC觸發，指針保持最後一個分配的對象在新生代區間的位置，當有新的對象要分配內存時，用於檢查空間是否足夠，不夠就觸發GC。當連續分配對象時，對象會逐漸從eden到survivor，最後到舊生代，

用javavisualVM來查看，能明顯觀察到新生代滿了後，會把對象轉移到舊生代，而後清空繼續裝載，當舊生代也滿了後，就會報outofmemory的異常，以下圖所示：

在執行機制上JVM提供了串行GC(SerialGC)、並行回收GC(ParallelScavenge)和並行GC(ParNew)

1)串行GC

在整個掃描和複製過程採用單線程的方式來進行，適用於單CPU、新生代空間較小及對暫停時間要求不是很是高的應用上，是client級別默認的GC方式，能夠經過-XX:+UseSerialGC來強制指定

2)並行回收GC

在整個掃描和複製過程採用多線程的方式來進行，適用於多CPU、對暫停時間要求較短的應用上，是server級別默認採用的GC方式，可用-XX:+UseParallelGC來強制指定，用-XX:ParallelGCThreads=4來指定線程數

3)並行GC

與舊生代的併發GC配合使用

舊生代的GC：

舊生代與新生代不一樣，對象存活的時間比較長，比較穩定，所以採用標記(Mark)算法來進行回收，所謂標記就是掃描出存活的對象，而後再進行回收未被標記的對象，回收後對用空出的空間要麼進行合併，要麼標記出來便於下次進行分配，總之就是要減小內存碎片帶來的效率損耗。在執行機制上JVM提供了串行GC(SerialMSC)、並行GC(parallelMSC)和併發GC(CMS)，具體算法細節還有待進一步深刻研究。

以上各類GC機制是須要組合使用的，指定方式由下表所示：

本文轉自： http://developer.51cto.com/art/201103/248642.htm 
對於Minor GC 和 Full GC的解釋： 

•  新生代 GC（Minor GC）：指發生在新生代的垃圾收集動做，由於 Java 對象大多都具 
  備朝生夕滅的特性，因此 Minor GC 很是頻繁，通常回收速度也比較快。

•  老年代 GC（Major GC  / Full GC）：指發生在老年代的 GC，出現了 Major GC，常常 
  會伴隨至少一次的 Minor GC（但非絕對的，在 ParallelScavenge 收集器的收集策略裏 
  就有直接進行 Major GC 的策略選擇過程） 。MajorGC 的速度通常會比 Minor GC 慢 10 
  倍以上。

虛擬機給每一個對象定義了一個對象年齡（Age）計數器。若是對象在 Eden 出生並通過第一次 Minor GC 後仍然存活，而且能被 Survivor 容納的話，將被移動到 Survivor 空間中，並將對象年齡設爲 1。對象在 Survivor 區中每熬過一次 Minor GC，年齡就增長 1 歲，當它的年齡增長到必定程度（默認爲 15 歲）時，就會被晉升到老年代中。對象晉升老年代的年齡閾值，能夠經過參數 -XX:MaxTenuringThreshold 來設置。