浅析JVM垃圾回收机制

首先我们需要知道Java的内存分配与回收全部由JVM垃圾回收机制自动完成。每种JVM实现可能采用不同的方法实现垃圾回收机制。在收购SUN之前，Oracle使用的是JRockit JVM，收购之后使用HotSpot JVM。目前Oracle拥有两种JVM实现并且一段时间后两个JVM实现会合二为一。HotSpot JVM是目前Oracle SE平台标准核心组件的一部分。市面上探讨垃圾回收机制，默认都是基于HotSpot JVM的。Ok，我们切入正题，先来看下JVM的内存区域模型，

 

这张图非常直观的展示了JVM的内存区域划分，我们关注的GC在哪里呢？答案在下面这张图里面。

 

对比两张图，我们发现，垃圾收集器跟jit编译器一起构成了JVM的执行引擎，gc的“势力范围”是哪里呢？且看下图

 

再次强调这是hotspot的堆模型，其他JVM（如JRockit、IBM J9等）是不存在永久代的概念的，有趣的是在Java8中，hotspot也将永久代取消了，改为了metaSpace，直接采用本地内存，这也减轻了堆的压力。

我们暂且看应用更为广泛的JDK8之前的堆分区：

1、新生代（Young Generation）：绝大多数最新被创建的对象会被分配到这里，由于大部分对象在创建后会很快变得不可到达，所以很多对象被创建在新生代，然后消失。对象从这个区域消失的过程我们称之为”minor GC“。

Eden空间（Eden space，任何实例都通过Eden空间进入运行时内存区域）

S0 Survivor空间（S0 Survivor space，存在时间长的实例将会从Eden空间移动到S0 Survivor空间）

S1 Survivor空间 （存在时间更长的实例将会从S0 Survivor空间移动到S1 Survivor空间）

2、老年代（Old generation）: 对象没有变得不可达，并且从新生代中存活下来，会被拷贝到这里。其所占用的空间要比新生代多。也正由于其相对较大的空间，发生在老年代上的GC要比新生代少得多。对象从老年代中消失的过程，我们称之为”major GC“（或者”full GC“）

S1中的实例，如果存活时间足够长将提升到老年代（Old Generation）。

3、永久代（Permanent Generation）包含类、方法等细节的元信息，也就是JVM内存结构中的方法区，他用来保存类常量以及字符串常量。因此，这个区域不是用来永久的存储那些从老年代存活下来的对象。这个区域也可能发生GC。并且发生在这个区域上的GC事件也会被算为major GC。hotspot由于把GC扩展到方法区，所以把方法区抽象成永久代，作为堆的逻辑结构。再补充一点，著名的字符串常量池在JDK7之前，就在永久代里面，JDK7之后从永久代中挪出到正经的堆中了。毕竟永久代实际上并不在堆里，只是hotspot为了扩张GC的势力范围，才有了上面的那张图。

 

下面我们来看看新生代的GC过程：

新生代是用来保存那些第一次被创建的对象，他可以被分为三个空间

 一个伊甸园空间（Eden ）

 两个幸存者空间（Survivor ）

一共有三个空间，其中包含两个幸存者空间。每个空间的执行顺序如下：

1、绝大多数刚刚被创建的对象会存放在伊甸园空间。

2、在伊甸园空间执行了第一次GC之后，存活的对象被移动到其中一个幸存者空间。

3、此后，在伊甸园空间执行GC之后，存活的对象会被堆积在同一个幸存者空间。

4、 当一个幸存者空间饱和，还在存活的对象会被移动到另一个幸存者空间。之后会清空已经饱和的那个幸存者空间。

5、在以上的步骤中重复几次依然存活的对象，就会被移动到老年代。

如果你仔细观察这些步骤就会发现，其中一个幸存者空间必须保持是空的。如果两个幸存者空间都有数据，或者两个空间都是空的，那一定标志着你的系统出现了某种错误。