基于GC日志逐步理解Java虚拟机GC过程

基于GC日志理解JVM GC过程

87384.477: [GC [PSYoungGen: 259488K->448K(259584K)] 398515K->139475K(448000K), 0.0061107 sec]

以上，为一条普通的GC日志。将从左到右的顺序解释各参数的含义。

• 87384.477： 代表了GC发生的时间，含义是从JVM启动以来经过的秒数。

• GC: GC/FULL GC，FULL代表新生代和老年代都进行了垃圾收集。

• PSYoungGen: 发生GC的区域，这里显示的区域名跟使用的是密切相关的，如PSYoungGen为Parallel Scavenge收集器配套的新生代。

• 259488K->448K(259584K): gc前该内存区used容量->gc后该内存区used容量(该内存区总容量)

• 398515K->139475K(448000K):gc前java堆used容量 -> gc后java堆used容量(java堆总容量)

Java堆是垃圾收集管理的主要区域，现在收集器基本都采用分代收集算法，所以Java堆中可以细分为新生代和老年代，即

    java堆used容量 = 新生代used容量 + 老年代used容量

例如，在一条普通的新生代gc日志中，如果新生代gc前后used相差大，但java堆gc前后used基本没什么变化，就意味着对象被移入了老年代。一般情况下，对象优先在新生代分配，根据某些策略(如对象所需内存大或对象长期存活)，进入老年代。新生代和老年代的区分，主要是收集器收集算法不同，简而言之，新生代中对象存活率低，回收速度快，老年代中对象存活率高，回收速度慢。回收速度与选择的收集算法相关，收集算法衡量的是速度与内存的取舍。收集算法详情。

另外，HotSpot选择把GC分代收集扩展至方法区,或者说使用永久代来实现方法区，可以像管理Java堆一样管理这部分内存。所以也会出现永久代的gc日志，区域名为Perm

Java堆

Java堆是JVM所管理的内存中最大的一块，Java堆是被所有线程共享的一块内存区域。所有的对象实例以及数组都在堆上分配。如果在堆中没有内存完成实例的分配，并且堆也无法再扩展(扩展通过-Xmx,-Xms控制)时，就会抛出OOM异常

方法区

方法区与Java堆一样，是各个线程共享的内存区域，用于存储已被虚拟机加载的类信息，常量，静态变量，即时编译器编译后的代码等数据。

Java堆存对象实例相关，方法区存类相关。

Stop-The-World

GC进行时, 必须停顿所有Java执行线程。

分代收集算法

基础的垃圾收集算法有三种，标记-清除，复制，标记-整理。后两种是对第一种的不足进行改进而得到的。

• 标记-清除。标记出所有需要回收的对象，完成后统一回收。不足之一在于效率，标记和清除的效率都不高，之二在于内存碎片，标记清除后会产生大量的不连续的内存碎片，以后需要分配较大对象时，就可能无法找到足够的连续内存而不得不触发一次gc。
• 复制。将可用内存划分为两块，使用其中的一块，这一块用完后，将存活的对象复制到另一块上面，再把已使用的内存一次清理。适用于对象存活率低的情况，即复制少，清理快。复制算法适用于新生代。
• 标记-整理。先标记出需要回收的对象，再让所有存活的对象向一端移动，然后直接清理掉端以外的内存。适用于老年代。

当前商业虚拟机的垃圾收集都采用“分代收集”算法，根据对象存活周期的不同将内存划分为几块，一般是划分为新生代和老年代。新生代采用复制算法，将内存都是分为一块较大的Eden空间和较小的Survivor，当survivor不够用时，这些对象将直接通过分配担保机制进入老年代。老年代使用标记-整理算法。

1.8新特性：永久代Perm-> 元空间MetaSpace

上面提到的永久代，JDK8 HotSpot JVM 将移除永久区，使用本地内存来存储类元数据信息并称之为：元空间。默认情况下，类元数据只受可用的本地内存限制（容量取决于是32位或是64位操作系统的可用虚拟内存大小）。新参数（MaxMetaspaceSize）用于限制本地内存分配给类元数据的大小。如果没有指定这个参数，元空间会在运行时根据需要动态调整。

以上知识点大多来源于深入理解Java虚拟机(周志明)这本书第2，3章。