JVM GC 那些事（二）- 堆上的内存分配机制

前一篇文章JVM GC 那些事（一）- JVM 运行时内存划分介绍了 JVM 运行时的内存划分情况。本文将介绍 JVM GC “主战场” 堆上的内存分配机制。

内存分配机制

堆上的内存分配可以用分代分配来概括，这里的分代指的是总所周知的：新生代、老年代、永久代。下面分别介绍这 “三代”：

• 新生代
  • 对象被创建时，内存分配首先发生在新生代（大对象可以直接被创建在老年代）
  • 大部分对象在创建后很快就不再使用，因此很快变得不可达，于是被新生代 GC 机制清理掉（IBM 的研究表明，98%的对象都是很快消亡的）
  • 新生代的 GC 被称为 Minor GC 或 Young GC。注意，Minor GC 并不代表新生代内存不足
  • 内存分配机制（停止-复制算法）
    • 新生代分为 Eden 区（简称 E 区），Survivor0 区（简称S0区），Survivor1区（简称 S1区）
    • 绝大多数刚创建的对象会被分配到 E 区，其中大多数对象很快就会消亡。E 区是连续的内存空间，因此在其上分配内存极快
    • 当 E 区第一次满的时候，执行 Minor GC，将消亡的对象清理掉（作用于 E 区、S0区及 S1 区），并将剩余的对象复制到 S0 区，此时 S1 区是空的
    • 下一次 E 区满了，再执行一次 Minor GC，将消亡的对象清理掉（作用于 E 区，S0区及 S1 区），并将 E 区和 S0 区剩余对象复制到 S1区，此时 S0 区是空的（S0 区和 S1区总有一个是空的）
    • 当两个 Survivor 区切换了几次之后（HotSpot 默认为 15 次，可通过 -XX:MaxTenuringThreshold 控制），仍存活的对象，将被复制到老年代
  • E 区内存分配加速策略
    • bump-the-pointer：跟踪最后创建的一个对象，在对象创建时，只需要检查最后一个对象后面是否有足够的内存即可，从而大大加速内存分配速度
    • TLAB：结合 bump-the-pointer，保证每个线程都使用 E 区的一段，并快速分配内存
• 老年代
  • 对象如果在新生代存活了足够长的时间而没有被清理掉（即在几次 Minor GC 下存活下来），则会被复制到老年代
  • 老年代的空间一般比新生代大，能存放更多的对象
  • 如果对象比较大（比如长字符串或者大数组），新生代空间不足，则大对象会直接分配到老年代上（大对象可能导致提前触发 GC，应该少用，更应该避免使用很快就消亡的大对象）
  • 用 -XX:PretenureSizeThreshold 来控制直接升入老年代的对象大小，大于这个值得对象会直接分配在老年代上
  • 可能存在老年代对象引用新生代对象的情况，如果要执行 Minor GC，则可能需要查询整个老年代上可能存在引用新生代引擎的情况，这显然是低效的。所以，老年代中维护了一个 512 byte 的块，所有老年代对象引用新生代对象信息都记录在这里。Minor GC 时，只需要差这里就可以了，大大提高了性能
• 永久代
  • 永久代即方法区，严格来说，方法区并不属于堆，是一块比较小的内存区域

参考

• http://www.cnblogs.com/zhguang/p/3257367.html
• http://blog.csdn.net/xtayfjpk/article/details/41924283
• http://www.importnew.com/3146.html

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