一、前言

上一章节主要是Java内存分区与内存溢出的基础讲解，着篇主要讲解一些策略与GC等等，我的知识更新也是按照《深入理解Java虚拟机》来进行的，不足之处多鞭打。

根据内存模型，虚拟机栈、本地方法、程序计数器都是线程私有的，在创建之初栈深度等已经确定，方法结束的时候就回收。所以主要讨论的是 Java堆与方法区(虽然JDK8没有方法了)。

二、垃圾回收与策略

2.1概述

Java堆中注意存储对象，我们关心的结果是对象是否已经“死去”。如下图JVM是通过是否可达Reachability Analysis分析。

提示：标记两次就“死亡” 。

Java 语言中，GC Root的对象有以下几种：

虚拟机栈中(帧栈中的本地变量表)引用的对象

方法区(1.8堆)中类静态属性引用的对象

方法区(1.8堆)常量引用的对象

方法的native(1.8本地内存)引用的对象

引用对象定义：

强引用Strong Reference，主要存在就不会回收对象。

Object obj=new Object();

软引用Soft Reference,一些有非必需的对象。内存溢之前进行软引用回收。

String value = new String(“sy”);
SoftReference sfRefer = new SoftReference (value );
sfRefer .get();//可以获得引用对象值

弱引用weekReference是非必需对象，比软引用更弱。下一次内存回收，回收掉弱引用。

String value = new String(“sy”);
WeakReference weakRefer = new WeakReference(value );

System.gc();

weakRefer.get();//null

虚引用PhantomReference，设置虚引用就是为了得到一个回收通知。

2.2 垃圾回收算法

2.2.1 标记法-清除算法

标记需要回收的空间。缺点：是空间不连续，效率也很低下。

2.2.2 复制算法

将内存分为两块，每次只使用其中一块，清理复制到另一块内存，一般采用这种算法(新生代对象%98“朝生夕死”)。缺点：内存变小

内存划分为Eden空间(大80%)、Sruvivor空间2块(小10%)。模式比例8:1;每次新生代为90%。

2.2.3 标记法-清除算法

所有存活对象向一端移动，清理另一端。

2.2.4 Hotspot算法实现

1、记录一下内存偏移量进入OopMap，记录点不能是全部的全局性引用、执行上下文，应该是一些safepoiont ，这个安全点主要是方法调用、循环跳转、异常跳转等。

2、虚拟机采用voluntary suspension 主动式中断，主动轮询到安全点，主动挂起进行枚举Gc root。

3、safe region 安全区域是安全点的扩展，离开安全区域进行枚举Gc Root。

2.3 垃圾收集器

2.3.1 Serial 收集器-串行

-新生代串行回收器

              (1)Serial特点：
			-单线程串行搜集
			-独占式垃圾回收
			-垃圾回收需要stop the world
			-复制算法
			-适合cpu等硬件不是很好的场合
	      （2）参数
		    -XX:+UseSerialGC  指定新生代使用串行搜集器

-老年代串行回收器

	(1)Serial old特点:
				-单线程、独占与新生代一样
				-标记整理算法
				-老年代回收时间比新生代时间更长，应用程序停顿更长
		 (2)设置参数:
				-XX:UseSerialGC 新生代，老年代都使用串行回收器
				-XX:UseParNeGC 新生代使用ParNew，老年代使用串行
				-XX:UseParalleGC 新生代使用ParallelGC回收，老年代使用串行回收

2.3.2 并行收集器

-新生代-ParNew回收器

		(1)特点：
			-串行回收变为多线程
			-使用复制方法
			-GC回收仍然会暂停，但是多线程的效率会提供(多核情况)
		(2)设置参数：
			-XX:UseParNewGc 新生代使用ParNew回收器，老年代使用串行Serial回收器
			-XX:UseConcMarksSweepGc 新生代使用ParNew，老年代使用CMS回收器
			-XX:ParallerGCThread=n 新生代回收使用线程数据量，cpu核数小于8的时候，等于cpu的数量，高于8时候，  3+((5*cpu_count)/8)

-新生代-Paraller Scavenge回收器

			(1)特点：
				-并行回收与ParNew一样，但是更注重吞吐量。
				-使用复制算法
				-支持自适应GC调节
			 (2)设置参数：
				-XX:UseParallerGC 新生代使用ParallerGC，老年代使用串行回收。
				-XX:UseParallerOldGC 新生代使用ParallelGC,老年代使用ParallelOld
				-XX:MaxGCPauseMillis=n  最大停顿时间
				-XX:GCTimeRatio=n (0-100之间)   设置n%的时间来进行垃圾回收
				-XX:UseAdaptiveSizePolicy  自动模式

-老年代ParallelOldGC 回收器

			(1)特点：
				-与新生代ParallelGC回收器一样，关注老年代的吞吐量。
				-使用标记-压缩算法
			(2)设置参数：
				-XX:UseParallelOldGC 新生代回收器，老年代使用ParallelOldGC回收器
				-XX:ParallelGCThreads=n cpu核与新生代一样

-老年代CMS回收器

		(1)特点：
			-“并发”运行回收
			-标记清除算法-有碎片
			-CMS主要关注系统停顿时间
			-用于大多数B/S服务器，默认线程数量（cpu_count+3)/4
		（2）主要步骤：
			-1初始化标记、2并发标记、3、预备清理 4、重新标记 5、并发清理 6、并发重置
                 (3) 设置参数：
			-XX:CMSPrecleaningEnabled 关闭预备清理
			-XX:UseConcMarksSweepGC  老年代使用CMS，新生代使用ParNew
			-XX:ConcGCThreads=n 设置并发线程数
			-XX:ParallelCMSTheads=n 设置并发线程数
			-XX:CMSInsitiaingOccupancyFeaction=n 1.7默认回收比例我老年代92%
			-XX:UseCMSCompactAtFullCollection 开启碎片整理，但是会增加停顿时间
			-XX:CMSFullGCsBeforeCompation=n　　用于指定进行多少次CMS回收后， 再进行一次内存压缩 
　　			-XX:+CMSParallelRemarkEnabled　　在使用UseParNewGC 的情况下, 尽量减少 mark 的时间 
　　			-XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly　　表示只有达到阀值时才进行CMS回收

-G1回收器

		替代CMS的垃圾回收器。

		(1)特点：
			-并行与并发
			-分代收集
			-空间整合
			-预测停顿

2.3 理解GC日志

[GC (System.gc()) [PSYoungGen: 9339K->800K(76288K)] 9339K->808K(251392K), 0.0014161 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
[Full GC (System.gc()) [PSYoungGen: 800K->0K(76288K)] [ParOldGen: 8K->579K(175104K)] 808K->579K(251392K), 
[Metaspace: 3032K->3032K(1056768K)], 0.0049896 secs] [Times: user=0.02 sys=0.00, real=0.01 secs]

1、“[GC” 与 “[Full GC”为这次垃圾回收的停顿类型，如果有Full表示发送了“stop-the-world”
2、[GC (System.gc())为调用了System.gc()
3、接下来表示垃圾收集器“[DefNew”=“Default New Generation”----》用的是serial收集器
"[Parnew"="Paraller New Genneration"---》用的是Parnew收集器
“[PsYoungGen”==》用的是Parallel Scavenge 收集器
3.1 紧接着的”9339K->800K(76288L)“=="GC前内存使用容量->GC后内存使用容量(该内存区域总容量)"，
4、方括号后面”9339->808K(251392)“=="GC前Java堆使用容量->GC后Java堆使用容量(Java堆总容量)"
5、”0.0014161“==”该区域GC所占用的时间，单位为秒“
6、"[Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]"=="用户消耗的CPU时间，内核消耗的CPU时间，真正从头到尾的时间"

2.4 垃圾回收常用参数

参　　数	描　　述
UseSerialGC	虚拟机运行在Client 模式下的默认值，打开此开关后，使用Serial +Serial Old 的收集器组合进行内存回收
UseSerialGC
UseParNewGC	打开此开关后，使用ParNew + Serial Old 的收集器组合进行内存回收
UseConcMarkSweepGC	打开此开关后，使用ParNew + CMS + Serial Old 的收集器组合进行内存
UseConcMarkSweepGC	回收。Serial Old 收集器将作为CMS 收集器出现Concurrent Mode Failure失败后的后备收集器使用
UseParallelGC	虚拟机运行在Server 模式下的默认值，打开此开关后，使用Parallel
UseParallelGC	Scavenge + Serial Old（PS MarkSweep）的收集器组合进行内存回收
UseParallelOldGC	打开此开关后，使用Parallel Scavenge + Parallel Old 的收集器组合进行内存回收
SurvivorRatio	新生代中Eden 区域与Survivor 区域的容量比值，默认为8，代表
SurvivorRatio	Eden ：Survivor=8∶1
PretenureSizeThreshold	直接晋升到老年代的对象大小，设置这个参数后，大于这个参数的对象
PretenureSizeThreshold	将直接在老年代分配
MaxTenuringThreshold	晋升到老年代的对象年龄。每个对象在坚持过一次Minor GC 之后，年
MaxTenuringThreshold	龄就加1，当超过这个参数值时就进入老年代
UseAdaptiveSizePolicy	动态调整Java 堆中各个区域的大小以及进入老年代的年龄
HandlePromotionFailure	是否允许分配担保失败，即老年代的剩余空间不足以应付新生代的整个
HandlePromotionFailure	Eden 和Survivor 区的所有对象都存活的极端情况
ParallelGCThreads	设置并行GC 时进行内存回收的线程数
GCTimeRatio	GC 时间占总时间的比率，默认值为99，即允许1% 的GC 时间。仅在

2.5内存分配与回收策略

2.5.1 对象优先在Eden 分配

实例代码：

private static  final int _1MB=1024*1024;

    /**
     * -Xms20M -Xmx20M -Xmn10M -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8
     * java堆大小为20M 10M分配给新生代 10M分配老年代
     * 新生代中国eden与suivivor区比例为8:1
     *  -发现新生代已经用了6M+souvivor@2M=8M,
     *  不够分配最后的4M，所以发生一次GC，老年代转移4M空间-40% 可以发现正确性
     */
    public static void testAllocation(){
        byte[] allocation1,allocation2,allocation3,allocation4;
        allocation1=new byte[2*_1MB];
        allocation2=new byte[2*_1MB];
        allocation3=new byte[2*_1MB];
        allocation4=new byte[4*_1MB];//出现一次minor gc 新生代gc
    }

    public static void main(String[] args) {
        testAllocation();
    }

GC信息：

[GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 6359K->818K(9216K)] 6359K->4922K(19456K), 0.0031997 secs] [Times: user=0.01 sys=0.00, real=0.00 secs] 
Heap
 PSYoungGen      total 9216K, used 7284K [0x00000007bf600000, 0x00000007c0000000, 0x00000007c0000000)
  eden space 8192K, 78% used [0x00000007bf600000,0x00000007bfc50508,0x00000007bfe00000)
  from space 1024K, 79% used [0x00000007bfe00000,0x00000007bfeccb90,0x00000007bff00000)
  to   space 1024K, 0% used [0x00000007bff00000,0x00000007bff00000,0x00000007c0000000)
 ParOldGen       total 10240K, used 4104K [0x00000007bec00000, 0x00000007bf600000, 0x00000007bf600000)
  object space 10240K, 40% used [0x00000007bec00000,0x00000007bf002020,0x00000007bf600000)
 Metaspace       used 3023K, capacity 4496K, committed 4864K, reserved 1056768K
  class space    used 329K, capacity 388K, committed 512K, reserved 1048576K

2.5.2 大对象直接进入老年代

实例代码：

package com.ycy.java.gc;

/**
 * @Copyright © 2017 . All rights reserved. Created with IntelliJ IDEA.
 * @project: untitled
 * @Package: com.ycy.java.gc
 * @Description:
 * @autho: ycy
 * @Date: 2017-10-19
 * @Time: 23:13
 */
public class TestGc {
    private static  final int _1MB=1024*1024;

    /**
     * vgs:  -Xms20M -Xmx20M -Xmn10M -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8 -XX:PretenureSizeThreshold=3145700
     * object space 10240K, 60% 直接进入老年代，因为大于设置的3145700
     * Server模式下默认：Serial old+Parallel Scavenger
     * -XX:PretenureSizeThreshold=3145700不认识这个参数，但是一样大对象进入老年区 
     */
    public static  void testPretenureSizeThreshold(){
        byte[] allocation;
        allocation=new byte[6*_1MB];//老年代中
    }

    public static void main(String[] args) {
        //对象优先分配Eden
//        testAllocation();
        //大对象直接进入老年代
        testPretenureSizeThreshold();
    }
}

GC信息：

Heap
 PSYoungGen      total 9216K, used 2450K [0x00000007bf600000, 0x00000007c0000000, 0x00000007c0000000)
  eden space 8192K, 29% used [0x00000007bf600000,0x00000007bf864bb8,0x00000007bfe00000)
  from space 1024K, 0% used [0x00000007bff00000,0x00000007bff00000,0x00000007c0000000)
  to   space 1024K, 0% used [0x00000007bfe00000,0x00000007bfe00000,0x00000007bff00000)
 ParOldGen       total 10240K, used 6144K [0x00000007bec00000, 0x00000007bf600000, 0x00000007bf600000)
  object space 10240K, 60% used [0x00000007bec00000,0x00000007bf200010,0x00000007bf600000)
 Metaspace       used 3022K, capacity 4496K, committed 4864K, reserved 1056768K
  class space    used 329K, capacity 388K, committed 512K, reserved 1048576K

2.5.3 长期存活的对象进入老年代

如果对象在Eden出生到一次Minor GC新生代GC之后仍然存活，并且在Survivor中容纳，移到Survivor，这个时候年龄1岁，默认阀值为15岁，就会移动到老年代。

示例代码：

    /**
     * -Xms20M -Xmx20M -Xmn10M -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8  -XX:MaxTenuringThreshold=0
     * 修改-XX:MaxTenuringThreshold=15 观察对象存在新生代
     */
    public static  void testTenuringThreshold(){
        byte[] allocation1,allocation2,allocation3,
                allocation4,allocation5,allocation6;
        allocation1=new byte[1*_1MB];
        allocation2=new byte[1*_1MB];
        allocation3=new byte[1*_1MB];
        allocation4=new byte[1*_1MB];
        allocation5=new byte[1*_1MB];
        allocation5=null;
        allocation5=new byte[1*_1MB];
    }

GC结果：XX:MaxTenuringThreshold=0

from space 1024K, 0% used [0x00000007bfe00000,0x00000007bfe00000,0x00000007bff00000)

GC结果：XX:MaxTenuringThreshold=15

from space 1024K, 75%

2.5.4 长期存活的对象进入老年代

相同年龄对象内存之和大于Survivor的一半，年龄大于或者等于该年龄的对象，直接进入老年代。

上面代码蒋年龄限制设置1-15之间，你会发现，对象直接进入老年代。

  object space 10240K, 55% used

2.5.5 长期存活的对象进入老年代

1.6之后，老年代的连续空间大于新生代的对象的总大小，或者历次晋升的平均大小，进行Minor GC ,否则full GC。意思就是老年代大于新生代或进行一次Minor GC。

三、总结

主要讲解垃圾回收器的特点和运作原理，验证了一些虚拟机分配原则。

第二章垃圾收集器与内存分配策略

一、前言

二、垃圾回收与策略

2.1概述

2.2 垃圾回收算法

2.2.1 标记法-清除算法

2.2.2 复制算法

2.2.3 标记法-清除算法

2.2.4 Hotspot算法实现

2.3 垃圾收集器

2.3.1 Serial 收集器-串行

-新生代串行回收器

-老年代串行回收器

2.3.2 并行收集器

-新生代-ParNew回收器

-新生代-Paraller Scavenge回收器

-老年代ParallelOldGC 回收器

-老年代CMS回收器

-G1回收器

2.3 理解GC日志

2.4 垃圾回收常用参数

2.5内存分配与回收策略

2.5.1 对象优先在Eden 分配

2.5.2 大对象直接进入老年代

2.5.3 长期存活的对象进入老年代

2.5.4 长期存活的对象进入老年代

2.5.5 长期存活的对象进入老年代

三、总结

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第二章 垃圾收集器与内存分配策略

一、前言

二、垃圾回收与策略

2.1概述

2.2 垃圾回收算法

2.2.1 标记法-清除算法

2.2.2 复制算法

2.2.3 标记法-清除算法

2.2.4 Hotspot算法实现

2.3 垃圾收集器

2.3.1 Serial 收集器-串行

-新生代串行回收器

-老年代串行回收器

2.3.2 并行收集器

-新生代-ParNew回收器

-新生代-Paraller Scavenge回收器

-老年代ParallelOldGC 回收器

-老年代CMS回收器

-G1回收器

2.3 理解GC日志

2.4 垃圾回收常用参数

2.5内存分配与回收策略

2.5.1 对象优先在Eden 分配

2.5.2 大对象直接进入老年代

2.5.3 长期存活的对象进入老年代

2.5.4 长期存活的对象进入老年代

2.5.5 长期存活的对象进入老年代

三、总结

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