轻松理解JVM的分代模型

前言

上篇文章我们一起对jvm的内存模型有了比较清晰的认识，小伙伴们可以参考JVM内存模型不再是秘密这篇文章做一个复习。

本篇文章我们将针对jvm堆内存的分代模型做一个详细的解析，和大家一起轻松理解jvm的分代模型。

相信看过其他文章的小伙伴们可能都知道，jvm的分代模型包括：年轻代、老年代、永久代。

那么它们分别代表着什么角色呢？我们先来看一段代码

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        while (true){
            load();
        }
    }

    public static void load(){
        SysUser sysUser = new SysUser();
        sysUser.setAvatar("1");
    }

}

这段代码本身没有什么特殊的含义，主要是理解jvm的运行机制。

首先一旦执行main()方法，就会把main()方法的栈帧压入main线程的虚拟机栈，然后调用load()方法后，又会把load()方法的栈帧压入虚拟机栈。

接着在执行load()方法时，会在java堆内存中创建一个SysUser对象实例，而栈帧中会有sysUser局部变量引用堆内存中的SysUser对象实例。

如下图：

到这里上篇文章都讲解过，相信大家都能看懂。

变量的存活时间

现在我们思考一下会发现，这个SysUser对象实际上属于一个短暂存活的对象，因为在load()方法执行完毕后，load()方法的栈帧就会出栈。

而一旦出栈，就没有了sysUser这个局部变量来引用SysUser这个对象的实例。

所以，其实这个SysUser对象已经没有用了，但是它还在占用着堆内存的空间，那么对于这种没有引用的对象实例jvm是如何处理的呢？

这就要说到jvm的垃圾回收机制了，jvm本身是有垃圾回收机制的，它是一个后台线程，会把没有人引用的SysUser对象实例给回收掉，不断的释放内存空间。

所以这个SysUser对象实例是一个存活时间很短的对象，可能在执行load()方法的时候被创建出来，执行之后就被垃圾回收掉了。

而这种对象在我们平时的开发中是很常见的，占绝大多数比例。

现在我们将上边的代码改造一下：

public class Main {
    private static SysUser sysUser = new SysUser();
    public static void main(String[] args) {
        while (true){
            load();
        }
    }

    public static void load(){
        sysUser.setAvatar("1");
    }
}

其实就是把局部变量sysUser变成了静态变量，这样修改后，sysUser不在作为局部变量保存在栈中，而是和class类文件一起保存在方法区中，这样SysUser对象实例就会一直被这个静态变量引用，所以不会被垃圾回收，一直保存在堆内存中。如下图：

分代模型

接下来我们进入核心内容，就是jvm的分代模型了。

上文中我们发现，根据我们的编码方式的不同，采用不同的方式创建和使用对象，对象的存活时间是不同的。

所以jvm将内存区分为两个区域：年轻代和老年代。

年轻代就是我们的第一种局部变量的示例，创建和使用完毕后会被垃圾回收掉。

老年代就是第二种静态变量的示例，创建后需要长期在堆内存中存活。

相信到这里大家就应该理解了什么样的对象是短期存活的对象，什么样的对象是长期存活的对象，那么它们是如何分别存在年轻代和老年代中的呢？为什么要这么区分呢？

其实这与垃圾回收机制是密不可分的。

对于年轻代里的对象，他们的特点是创建后很快就会被回收，而对于老年代里的对象，他们的特点是需要长期存活，所以这两种对象是不能用一种垃圾回收算法进行回收的，所以需要区分成两个。

对于长期存在的静态变量sysUser，其实刚开始的时候也是在年轻代的，那它是什么时候进入老年代的呢？我们下文会讲解这个问题。

那永久代又是什么呢？其实永久代就是我们说的jvm的方法区，用于存放一下类信息的，这部分之后的文章涉及到会详解，现在理解到这就可以了。

新生代的垃圾回收

前文我们了解了，当load方法执行完毕出栈后，里面的局部变量sysUser就没了，堆内存中的SysUser对象就没有引用了，所以会被垃圾回收掉。

那么问题来了，是没有引用后就会立即发生垃圾回收，回收掉没有被引用的对象实例吗？

其实不是这样的，垃圾回收是有触发条件的。

有一个比较常见的场景是这样的，假设我们的代码中创建了大量的对象，导致堆内存中囤积了大量的对象，然后这些对象现在都没有人引用了。

这个时候，如果新生代预先分配的内存空间被占满了，那么我们的代码此时要新创建一个对象的时候，发现新生代空间满了，怎么办？

这个时候就会触发一次新生代的垃圾回收，也称为“Minor GC”或"Young GC"，它会尝试把新生代中没有人引用的对象给回收掉，释放空间。

下图表达了这一过程：

长期存活的对象什么时候进入老年代

接下来我们谈论一个话题，静态变量引用的长期存活的对象是什么时候进入老年代的。

上文我们了解到，新生代的对象会经历一次次的垃圾回收，而被静态变量引用的对象因为一直被引用，所以一直不会被回收，所以此时jvm就有了一条规定。

如果新生代中的对象，在经历了15次垃圾回收后，依然坚挺的存活着，那就证明它是个"老年人"了，然后它会被转移到老年代中。

老年代就是存放这些年龄比较大的对象的。

那么老年代中的对象会被垃圾回收吗？

答案是肯定的，因为老年代里的对象随着代码的运行，也是可以不再被任何人引用的，就需要垃圾回收了。

或者说，随着越来越多的对象进入老年代，老年代的内存也会被占满，所以一定是要对老年代进行垃圾回收的。

我们暂时不用考虑具体是怎么回收的，这个内容在之后的文章中我们会有详细的解析。

总结

今天就给大家准备了这么多内容，可能有些小伙伴觉得还没看够，这些内容都比较简单，我已经会了，有没有更深入的东西呢？

别急，学习是循序渐进的事情，王子是想要用最简单的大白话来和小伙伴们一起讨论jvm的原理的，同时也想找一些案例来和大家一起探讨，印象会更深刻。

所以今天小伙伴们了解到这里就可以了，让我们在后续的文章中不见不散，深入讨论些更深层的内容吧。