JVM内存模型-5

皮皮特的AI工厂
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「这是我参与2022首次更文挑战的第19天，活动详情查看：2022首次更文挑战」。

对象的引用和分配策略

对象的引用

在JDK1.2以后，Java对引用的概念扩充为4类：

  • 强引用：例如Object o = new Object()方式都属于强引用，只要强引用关系存在，那么所引用的对象都不会被回收
  • 软引用(SoftReferenct)：指定一些有用但是非必须的引用关系，如果系统将要发生OOM之前，这些引用的对象将被回收。
/**
 * -Xms20m   -Xmx50m
 * @author Minor
 */
public class JvmDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Student student = new Student("张三",24);
        // 创建软引用关系
        SoftReference<Student> softReference = new SoftReference<>(student);
        // 此时，将student对象置为null
        student = null;
        // 第一次GC，看看是否会空指针
        System.gc();
        System.out.printf(softReference.get().toString());

        // 模拟OOM
        List<byte[]> oomList = new LinkedList<>();
        try {
            for (;;){
                oomList.add(new byte[1024*1024*10]);
            }
        }catch (OutOfMemoryError error){
            System.out.printf(softReference.get().toString());
        }
    }

    @Data
    private static class Student{
        private String name;
        private Integer age;

        Student(String name ,Integer age){
            this.name = name;
            this.age = age;
        }
    }
}

我们来看看软引用的结果： 在这里插入图片描述

  • 弱引用(Weak Rererence)：比软引用更弱一级的引用关系，此关系引用给的对象在下一次垃圾回收的时候必定被回收。
/**
 * -Xms20m   -Xmx50m
 * @author Minor
 */
public class JvmDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Student student = new Student("张三",24);
        // 创建弱引用关系
        WeakReference<Student> softReference = new WeakReference<>(student);
        // 此时，将student对象置为null
        student = null;
        System.gc();
        System.out.printf(softReference.get().toString());

    }

    @Data
    private static class Student{
        private String name;
        private Integer age;

        Student(String name ,Integer age){
            this.name = name;
            this.age = age;
        }
    }
}

我们来看看弱引用的结果： 在这里插入图片描述

  • 虚引用：又称作“幽灵引用”，它是Java中最弱的一种引用关系，目的只是为了能在这个对象被回收时收到一个系统通知。

对象的分配策略

1.栈上分配

上文说到，对象“几乎”都是在堆内存中存储的，但是也有例外。

  • 逃逸分析：分析对象的作用域，如果一个对象在方法中定义后它可以被外部方法所引用，那么此对象成为逃逸对象。否则，对象无法逃逸方法的作用域，如果一个对象不会逃逸出方法之外，那么在对象分配的时候可以考虑在虚拟机栈上分配对象，提高效率。因为此类对象不会逃逸出方法中，方法执行完毕，栈帧出栈，线程结束时对象也跟着消亡，不用垃圾回收。

2.优先在新生代Eden区分配

在大部分情况下对象是在Eden区中分配，如果此时Eden区没有足够的空间进行分配时将会发生新生代的一次回收Young GC/Minor GC。

3.大对象直接进入老年代

大对象指的是需要大量连续空间的Java对象,比如大的数组,很长的字符串(底层也是数组)。HotSpot虚拟机提供了-XX:PretenureSizeThreshold参数来设置指定大于该值的对象直接分配在老年代。避免了大的对象在新生代中来回复制产生性能消耗(后文会讲到GC回收算法) 设计目的:1.避免频繁的内存复制造成性能消耗. 2.避免提前垃圾回收 注意:-XX:PretenureSizeThreshold参数只能对Serial和ParNew收集器生效。

4.长期存活的对象直接进入老年代(分代年龄满15)

每个对象都已一份对象头，对象头中存储着一份对象的分代年龄。目前主流的新生代垃圾回收算法采用复制算法，那么对象在Eden区出生并经过第一次Minor GC时如果对象还存活，那么对象的分代年龄+1，然后将其放入幸存区。幸存区有两个大小相等的区域From和To，每一次Minor GC以后，如果对象仍然存活那么对象就会在From和To区之间来回复制，每次分代年龄+1。当对象的分代年龄达到15，那么对象将进入老年代。

5.动态年龄判断进入老年代

顾名思义，并不是所有的对象必须要求分代年龄满15才能进入老年代。如果在幸存区中相同年龄的对象大小总和大于幸存区的50%时，幸存区内>=该年龄的对象直接进入老年代。

空间分配担保：在发生 Minor GC 之前， 虚拟机会先检查老年代最大可用的连续空间是否大于新生代所有对象总空间， 如果这个条件成立， 那么 Minor GC 可以确保是安全的。 如果不成立， 则虚拟机会HandlePromotionFailure 设置值是否允许担保失败。 如果允许， 那么会继续检查老年代最大可用的连续空间是否大于历次晋升到老年代对象的平均大小， 如果大于， 将尝试着进行一次 Minor GC， 尽管这次 Minor GC 是有风险的， 如果担保失败则会进行一次 Full GC（回收整个堆和方法区）； 如果小于， 或者 HandlePromotionFailure 设置不允许冒险， 那这时也要改为进行一次 Full GC。

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