JVM-内存分配策略

这是我参与8月更文挑战的第11天，活动详情查看： 8月更文挑战

在说内存分配和GC策略之前先说以下分代收集理论。分待收集是一套符号大多数程序运行的经验法则，它建立在两个假说之上：

弱分代假说（Weak Generational Hypothesis）：绝大多数对象都是朝生夕灭的。
强分代假说（Strong Generational Hypothesis）：熬过越多次垃圾收集过程的对象就越难以消亡。

这两个分代假说共同奠定了多款常用的垃圾收集器的一致的设计原则：收集器应该将Java堆划分出不同的区域，然后将回收对象依据其年龄（年龄即对象熬过垃圾收集过程的次数）分配到不同的区域之中存储。

分代.png

而与之相关的垃圾收集的名词如下：

新生代收集（Minor GC/Young GC）：指目标只是新生代的垃圾收集器。
老年代收集（Major GC/Old GC）：指目标只是老年代的垃圾收集。目前只有CMS收集器会有单独收集老年代的行为。
混合收集（Mixed GC）：指目标是收集整个新生代以及部分老年代的垃圾收集。目前只有G1收集器会有这种行为。
整堆收集（Full GC）：收集整个Java堆和方法区的垃圾收集。

内存分配策略

对象优先在Eden区分配

大多数情况下，对象在新生代中Eden区分配。当Eden区没有足够空间进行分配时，虚拟机将发起一次Minor GC。

大对象直接进入老年代

大对象就是需要连续内存空间的对象。JVM参数-XX:PretenureSizeThreshold可以设置大对象的大小，如果对象超过设置大小会直接进入老年代，不会进入年轻代，这个参数只在Serial和ParNew两个收集器下有效。超过设置值的对象会直接进入老年代，目的是避免为大对象分配内存时的复制操作而降低效率。

长期存活的对象进入老年代

既然虚拟机采用了分代收集的思想来管理内存，那么内存回收时就必须能识别哪些对象应放在新生代，哪些对象应放在老年代中。为了做到这一点，虚拟机给每个对象一个对象年龄（Age）计数器。如果对象在Eden出生并经过第一次MinorGC后仍然能够存活，并且能被Survivor容纳的话，将被移动到Survivor空间中，并将对象年龄设为1。对象在Survivor中每熬过一次MinorGC，年龄就增加1岁，当它的年龄增加到一定程度（默认为15岁），就会被晋升到老年代中。对象晋升到老年代的年龄阈值，可以通过参数-XX:MaxTenuringThreshold来设置。

对象动态年龄判断

当前放对象的Survivor区域里(其中一块区域，放对象的那块s区)，一批对象的总大小大于这块Survivor区域内存大小的50%，那么此时大于等于这批对象年龄最大值的对象，就可以直接进入老年代了，例如Survivor区域里现在有一批对象，年龄1+年龄2+年龄n的多个年龄对象总和超过了Survivor区域的50%，此时就会把年龄n以上的对象都放入老年代。这个规则其实是希望那些可能是长期存活的对象，尽早进入老年代。对象动态年龄判断机制一般是在minorgc之后触发的。

Minor GC后存活对象Survivor区放不下

这种情况会把存活的对象部分挪到老年代，部分可能还会放在Survivor区。

老年代分配担保机制

年轻代每次Minor GC之前JVM都会计算下老年代剩余可用空间如果这个可用空间小于年轻代里现有的所有对象大小之和(包括垃圾对象)就会看一个**-XX:-HandlePromotionFailure**(jdk1.8默认就设置了)的参数是否设置了如果有这个参数，就会看看老年代的可用内存大小，是否大于之前每一次Minor GC后进入老年代的对象的平均大小。如果上一步结果是小于或者之前说的参数没有设置，那么就会触发一次Full GC，对老年代和年轻代一起回收一次垃圾，如果回收完还是没有足够空间存放新的对象就会发生OOM。当然，如果Minor GC之后剩余存活的需要挪动到老年代的对象大小还是大于老年代可用空间，那么也会触发Full GC，Full GC完之后如果还是没用空间放Minor GC之后的存活对象，则也会发生OOM。

老年代分配担保机制.png

Eden与Survivor区默认8:1:1

大量的对象被分配在eden区，eden区满了后会触发Minor GC，可能会有99%以上的对象成为垃圾被回收掉，剩余存活的对象会被挪到为空的那块survivor区，下一次eden区满了后又会触发Minor GC，把eden区和survivor去垃圾对象回收，把剩余存活的对象一次性挪动到另外一块为空的survivor区，因为新生代的对象都是朝生夕死的，存活时间很短，所以JVM默认的8:1:1的比例是很合适的，让eden区尽量的大，survivor区够用即可。JVM默认有这个参数**-XX:+UseAdaptiveSizePolicy，会导致这个比例自动变化**，如果不想这个比例有变化可以设置参数-XX:-UseAdaptiveSizePolicy。