JVM > 内存分配策略

《深入理解Java虚拟机》学习笔记

几条最普遍的内存分配规则

所有例子基于client模式，没有手动指定收集器组合。

1.对象优先在Eden区分配
一般把Heap分为分为新生代和老年代，新生代里又分为Eden区和Survivor区。大多数情况下，对象在新生代Eden区中分配。当Eden区没有足够的空间进行分配时，虚拟机将发起一次Minor GC。Minor GC指发生在新生代的垃圾回收动作，因为Java对象大多具备朝生夕灭的特性，所以Minor GC非常频繁，一般回收速度也比较快。
举个例子。假设设定VM参数为:

-Xms20M   -Xmx20M    //Heap最大和最小值均设为20M，不可扩展-Xmn10M    //Heap中分配给新生代10M，剩下的10M留给老年代-XX:SurvivorRatio=8   //新生代中Eden区与一个Survivor区的空间比例是8:1

HotSpot VM新生代里有两个Survivor区。所以Eden区是10*1024*0.8 = 8192KB，一个Survivor区的大小是1024KB，新生代总可用区为8192+1024=9216KB(Eden区+一个Survivor区)。

假设有这样的代码：

int _1MB = 1024*1024;byte[] b1 = new byte[2* _1MB];byte[] b2 = new byte[2* _1MB];byte[] b3 = new byte[2* _1MB];byte[] b4 = new byte[4* _1MB];

b1、b2、b3内存均分配在Eden区，分配b4内存时，因为Eden区内存已不够分配，所以发起一次Minor GC，GC过程中发现已有的3个2MB的对象全部无法放入Survivor区，只好通过分配担保机制提前转移到老年代去。GC结束后，4MB的b4顺利分配到Eden中，b1、b2、b3在老年代。

2.大对象直接进入老年代
大对象指的是需要连续内存空间的Java对象，典型的大对象就是那种很长的字符串以及数组。大对象对虚拟机的内存分配来说是一个坏消息，经常出现大对象容易导致内存还有不少空间就提前触发垃圾收集以获取足够的连续空间来“安置”它们。虚拟机提供了一个-XX:PretenureSizeThreshold参数，令大于这个设置值的对象直接在老年代分配，这样做的目的是便面在Eden区及两个Survivor区之间发生大量的内存复制（因为新生代里面有大量朝生夕死的对象，所以用复制算法手机内存）。

3.长期存活的对象将进入老年代
虚拟机为每个对象定义了一个对象年龄计数器，如果对象在Eden区出生并且第一次Minor GC后仍存活，并且能被Survivor容纳的话，将被移动到Survivor空间中，并且对象年龄设定为1，对象在Survivior区中每“熬过”一次Minor GC，年龄就增加一岁，当它的年龄增加到一定程序（默认是15岁），就会被晋升到老年代中。对象晋升老年代的年龄阈值，可以通过参数-XX:MaxTenuringThreshold设置。

4.动态对象年龄判定
为了能更好地适应不同程序的内存状况，虚拟机并不是永远的要求对象的年龄必须达到MaxTenuringThreshold才能晋升老年代，如果在Survivor空间中相同年龄所有对象大小的综合大于Survivor空间的一半，年龄大于或者等于年龄的对象就可以直接进入老年代，无需等到MaxTenuringThreshold中要求的年龄。

5.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，则虚拟机会查看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。

“冒险”冒的是什么险呢？当出现大量对象在Minor GC后仍然存活的情况(最极端的情况就是内存回收后新生代中所有对象都存活)，就需要老年代进行分配担保，把Suvivor无法容纳的对象直接进入老年代。与生活中的贷款担保类似，老年代要进行这样的担保，前提是老年代本身还有容纳这些对象的剩余空间，一共有多少对象会活下来，在实际完成内存回收之前是无法明确知道的，所以只好取之前每一次回收晋升到老年代对象容量的平均大小值作为经验值，与老年代的剩余空间进行比较，决定是否进行Full GC来让老年代腾出更多空间。