JVM-GC 相关知识-EW帮帮网

问题1：什么是JVM？

问题2：JVM的内存区是如何划分的？（运行时数据区）

JVM 运行时数据区：堆、栈、方法区（JDK8之前是永久代实现的，之后就是元空间了）、程序计数器。其中堆和方法区是线程共享数据。

在Java虚拟机规范中的描述是：所有的对象实例以及数组都要在堆上分配。

堆是垃圾回收管理器管理的主要区域。

GC：垃圾回收机制

1、什么是垃圾回收机制（什么是GC？）

程序在运行的时候会产生大量的内存垃圾，为了确保运行是的性能，JVM在程序运行过程中，不断的进行自动的垃圾回收（GC)。

一些没有引用指向的内存对象都属于内存垃圾，因为这些对象已经无法被访问到了，程序用不了他们了，对程序而言，他们已经死亡。

总结：程序中不再被任何存活对象引用的对象。

对象可达性的起点：

引用计数法（不推荐使用）
- 原理：每个对象维护一个引用计数器，引用增减时更新计数器。计数器=0时判定为垃圾
- 缺点：无法解决循环引用问题（A->B ,B->A）。
可达性分析算法
- 原理：从 GC Roots 出发，遍历所有引用链。不在引用链上的对象即为垃圾。
- 步骤：
  - 1、枚举所有GC Roots。
  - 2、递归标记所有可达对象
  - 3、清除所有未标记的对象（或将其回收）。

标记-清除
- 过程：标记存活对象 -> 清除未标记对象。
- 缺点： 内存碎片化，效率低（需要扫描全堆）
- 适用场景：老年代回收（如：CMS的并发标记阶段）
复制算法
- 过程：将内存分为两块（如 From / To)。将存活的对象复制到To区 -> 清空From区。
- 缺点：内存利用率低（需要保留一半空闲空间）
- 优点：无内存碎片、效率高（仅扫描存活对象）
- 适用场景：年轻代回收（如：Minor GC ）
标记-整理
- 过程：标记存活对象 -> 将对象移动到一端 -> 清理边界外的内存
- 优点：无碎片。内存利用率高
- 缺点：移动对象开销大（需要新引用地址）
- 适用场景：老年代回收（如：Serial Old、Parallel Old）。
分代收集（重点）
- 核心思想：对不同代使用不同算法
  - 年轻代：对象死亡率高 -> 复制算法（高效）
  - 老年代：对象存活率高 -> 标记-清除或标记-整理（减少复制开销）。

Young Generation 年轻代
- Eden 区（伊甸园）
  - 新创建的对象都会分配到Eden区（一些大对象特殊处理）。
- Survivor（辛存者）
  - From-S0
  - To-S1
- 分配比例：(Eden)8：(S0)1：(S1)1
Old Generation 老年代
MetaSpace 元空间
- 以后会出一篇专门的文章说这个事（JDK 8 后元空间取代了永久代）
- 如果感兴趣可以去了解：什么是永久代、永久代的缺点、永久代被替换的原因、元空间特点、元空间内存查看分析方法（以后的文章也是围绕这几点讲的）

对象分配
- 新对象 --> Eden区
- 大对象 --> 直接进入老年代
  - 大对象是我们设置： -XX:PretenureSizeThreshold
Minor GC 触发条件
- Eden区满时触发，执行过程
- - 在GC开始的时候，对象只会存在Eden区和名为“From-S0"区，“To-S1”区是空的。
  - 紧接着进行GC，Eden区中所有存活的对象都会被复制到To-S1区，
  - 在From-S0区中仍然存活的对象会根据年龄决定去向：年龄达到一定值的对象会被移动到老年代中。没有达到阈值的对象会被复制到To-S1区
    - 年龄阈值：XX:MaxTenuringThreshold设置
  - 经过这次GC后，Eden区和From-S0区已经被清空。
  - From-S0 和 To-S1 会交换他们的角色，也就是新的To-S1就是上次GC前的Form-S0，不管怎么样，都会使To-S1是空的。
对象晋升规则
- 年龄阈值：XX:MaxTenuringThreshold=15（默认）
- 动态判定：当某年龄对象大小 > Survivor区50% -----> 大于等于该年龄的对象集体晋升
Major GC / Full GC 触发
- 老年代空间不足
- 元空间不足
- 显示调用 System.gc()