【擁抱大廠系列】百度面試官問過的 「JVM內存分配與回收策略原理」，我用這篇文章搞定了

在前面的一篇文章深刻理解Java虛擬機-如何利用VisualVM進行性能分析中講到了一些關於JVM調優的知識，可是，其實，仍是有一些問題沒有很是清楚的能夠回答的，這裏先給出幾個問題，而後，咱們再展開這篇文章須要講解的知識。

• 咱們生成的對象最開始在哪分配？Eden？Survivor？仍是老年代呢？
• 進入到老年代須要知足什麼條件呢？

接下來，咱們就帶着這兩個問題展開全文。

1 對象優先在哪分配

其實，經過前面幾篇文章的講解，這個問題其實已經見怪不怪了，在大多數的狀況下，對象都是在新生代Eden區分配的，在前面的文章咱們提到，在Eden區中若是內存不夠分配的話，就會進行一次Minor GC。同時，咱們還知道年輕代中默認下Eden：Survivor0：Survivor2 = 8：1：1，同時，還能經過參數-XX:SurvivorRatio來設置這個比例（關於這些參數的分析均可以查看這篇文章：深刻理解Java虛擬機-經常使用vm參數分析）。

下面咱們經過一個例子來分析是否是這樣的。

1.1 實例

給定JVM參數：-Xms40M -Xmx40M -Xmn10M -verbose:gc -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=4

前面三個參數設置Java堆的大小爲40M，新生代爲10M，緊跟着後面兩個是用於輸入GC信息。更多參數能夠查看這篇文章：深刻理解Java虛擬機-經常使用vm參數分析。

/**
 * @ClassName Test_01
 * @Description 參數：-Xms40M -Xmx40M -Xmn20M -XX:+PrintGCDetails -XX:+UseSerialGC -XX:SurvivorRatio=8
 * @Author 歐陽思海
 * @Date 2019/12/3 16:00
 * @Version 1.0
 **/
public class Test_01 {

    private static final int M = 1024 * 1024;

    public static void test() {
        byte[] alloc1, alloc2, alloc3, alloc4;
        alloc1 = new byte[5 * M];
        alloc2 = new byte[5 * M];
        alloc3 = new byte[5 * M];
        alloc4 = new byte[10 * M];

    }

    public static void main(String[] args) {
        test();
    }

}

輸入結果：

分析

• eden:from:to=8:1:1，這個由於前面設置了參數-XX:SurvivorRatio=8。
• 新生代分配了20M的內存，因此前面三個byte數組能夠分配，可是，分配第四個的時候，空間不夠，因此，須要進行一次Minor GC，GC以後，新生代從12534K變爲598K。
• 前面在新生代分配的內存Minor GC以後，進入到了Survivor，可是，Survivor不夠分配，因此進入到了老年代，老年代已用內存達到了50%。

1.2 回答問題

因此，通過上面的例子咱們發現，對象通常優先在新生代分配的，若是新生代內存不夠，就進行Minor GC回收內存。

點個贊，看一看，好習慣！本文 GitHub https://github.com/OUYANGSIHAI/JavaInterview 已收錄，這是我花了3個月總結的一線大廠Java面試總結，本人已拿騰訊等大廠offer。

2 進入到老年代須要知足什麼條件

先給出答案，分爲幾點。

• 條件①：大對象直接進入到老年代
• 條件②：長期存活的對象能夠進入到老年代
• 條件③：若是在Survivor空間中相同年齡全部對象的大小的總和大於Survivor空間的一半，年齡大於等於該年齡的對象直接進入到老年代

2.1 分析條件①

• 哪些屬於大對象呢？

通常來講大對象指的是很長的字符串及數組，或者靜態對象。

• 那麼須要知足多大才是大對象呢？

這個虛擬機提供了一個參數-XX:PretenureSizeThreshold=n，只須要大於這個參數所設置的值，就能夠直接進入到老年代。

step1： 解決了這兩個問題，首先，咱們不設置上面的參數的例子，將對象的內存大於Eden的大小看看狀況。

/**
 * @ClassName Test_01
 * @Description 參數：-Xms40M -Xmx40M -Xmn20M -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8 -XX:+UseSerialGC
 * @Author 歐陽思海
 * @Date 2019/12/3 16:00
 * @Version 1.0
 **/
public class Test_01 {

    private static final int M = 1024 * 1024;

    public static void test() {
        byte[] alloc1, alloc2, alloc3, alloc4;
//        alloc1 = new byte[5 * M];
//        alloc2 = new byte[5 * M];
//        alloc3 = new byte[5 * M];
        alloc4 = new byte[22 * M];

    }

    public static void main(String[] args) {
        test();
    }

}

咱們發現分配失敗，Java堆溢出，由於超過了最大值。

step2： 下面咱們看一個例子：設置-XX:PretenureSizeThreshold=104,857,600，這個單位是B字節(Byte/bait)，因此這裏是100M。

/**
 * @ClassName Test_01
 * @Description 參數：-Xms2048M -Xmx2048M -Xmn1024M -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8 -XX:+UseSerialGC -XX:PretenureSizeThreshold=104,857,600
 * @Author 歐陽思海
 * @Date 2019/12/3 16:00
 * @Version 1.0
 **/
public class Test_01 {

    private static final int M = 1024 * 1024;

    public static void test() {
        byte[] alloc1, alloc2, alloc3, alloc4;
//        alloc1 = new byte[5 * M];
//        alloc2 = new byte[5 * M];
//        alloc3 = new byte[5 * M];
        alloc4 = new byte[500 * M];

    }

    public static void main(String[] args) {
        test();
    }

}

發現新生代沒有分配，直接在老年代分配。

注意： 參數 PretenureSizeThreshold只對 Serial和 ParNew兩款收集器有效。

2.2 分析條件②

進入老年代規則：這裏須要知道虛擬機對每一個對象有個對象年齡計數器，若是對象在Eden出生通過第一次Minor GC後任然存活，而且可以被Survivor容納，將被移動到Survivor空間中，而且年齡設置爲1。接下來，對象在Survivor中每次通過一次Minor GC，年齡就增長1，默認當年齡達到15，就會進入到老年代。

晉升到老年代的年齡閾值，能夠經過參數-XX：MaxTenuringThreshold設置。

在下面的實例中，咱們設置-XX：MaxTenuringThreshold=1。

/**
 * @ClassName Test_01
 * @Description 參數：-Xms2048M -Xmx2048M -Xmn1024M -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8 -XX:+UseSerialGC -XX:MaxTenuringThreshold=1
 * @Author 歐陽思海
 * @Date 2019/12/3 16:00
 * @Version 1.0
 **/
public class Test_01 {

    private static final int M = 1024 * 1024;

    public static void test() {
        byte[] alloc1, alloc2, alloc3, alloc4;
        alloc1 = new byte[300 * M];
        alloc2 = new byte[300 * M];
        alloc3 = new byte[300 * M];
        alloc4 = new byte[500 * M];

    }

    public static void main(String[] args) {
        test();
    }

}

從結果能夠看出，from和to都沒有佔用內存，而老年代則佔用了不少內存。

2.3 分析條件③

條件③是：若是在Survivor空間中相同年齡全部對象的大小的總和大於Survivor空間的一半，年齡大於等於該年齡的對象直接進入到老年代，而不須要等到參數-XX：MaxTenuringThreshold設置的年齡。

實例分析

/**
 * @ClassName Test_01
 * @Description 參數：-Xms2048M -Xmx2048M -Xmn1024M -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8 -XX:+UseSerialGC
 * @Author 歐陽思海
 * @Date 2019/12/3 16:00
 * @Version 1.0
 **/
public class Test_01 {

    private static final int M = 1024 * 1024;

    public static void test() {
        byte[] alloc1, alloc2, alloc3, alloc4;
        alloc1 = new byte[100 * M];
        alloc2 = new byte[100 * M];
        //分配alloc3以前，空間不夠，因此minor GC，接着分配alloc3=900M大於Survivor空間一半，直接到老年代。
        alloc3 = new byte[900 * M];
        
//        alloc4 = new byte[500 * M];

    }

    public static void main(String[] args) {
        test();
    }

}

輸入結果：

分配alloc3以前，空間不夠，因此minor GC，接着分配alloc3=900M大於Survivor空間一半，直接到老年代。從而發現，survivor佔用0，而老年代佔用900M。

3 總結

這篇文章主要講解了JVM內存分配與回收策略的原理，回答了下面的這兩個問題。

• 咱們生成的對象最開始在哪分配？Eden？Survivor？仍是老年代呢？
• 進入到老年代須要知足什麼條件呢？