深入理解JVM記憶體分配策略
理解JVM記憶體分配策略
三大原則+擔保機制
JVM分配記憶體機制有三大原則和擔保機制
具體如下所示：
- 優先分配到eden區
- 大物件，直接進入到老年代
- 長期存活的物件分配到老年代
- 空間分配擔保
物件優先在Eden上分配
如何驗證物件優先在Eden上分配呢，我們進行如下實驗。
列印記憶體分配資訊
首先程式碼如下所示：
public class A {
public static void main(String[] args) {
byte[] b1 = new byte[4*1024*1024];
}
}
程式碼很簡單，就是建立一個Byte陣列，大小為4mb。
-verbose:gc -XX:+PrintGCDetails在我們執行後，結果如下所示。
Heap
PSYoungGen total 37888K, used 6718K [0x00000000d6000000, 0x00000000d8a00000, 0x0000000100000000)
eden space 32768K, 20% used [0x00000000d6000000,0x00000000d668f810,0x00000000d8000000)
from space 5120K, 0% used [0x00000000d8500000,0x00000000d8500000,0x00000000d8a00000)
to space 5120K, 0% used [0x00000000d8000000,0x00000000d8000000,0x00000000d8500000)
ParOldGen total 86016K, used 0K [0x0000000082000000, 0x0000000087400000, 0x00000000d6000000)object space 86016K, 0% used [0x0000000082000000,0x0000000082000000,0x0000000087400000)
Metaspace used 2638K, capacity 4486K, committed 4864K, reserved 1056768K
class space used 281K, capacity 386K, committed 512K, reserved 1048576K
手動指定收集器
我們可以看在新生代採用的是Parallel Scavenge收集器
其實我們可以指定虛擬機器引數來選擇垃圾收集器。
比方說如下引數：
-verbose:gc -XX:+PrintGCDetails -XX:+UseSerialGC
執行結果如下：
Heap
def new generation total 38720K, used 6850K [0x0000000082000000, 0x0000000084a00000, 0x00000000ac000000)
eden space 34432K, 19% used [0x0000000082000000, 0x00000000826b0be8, 0x00000000841a0000)
from space 4288K, 0% used [0x00000000841a0000, 0x00000000841a0000, 0x00000000845d0000)
to space 4288K, 0% used [0x00000000845d0000, 0x00000000845d0000, 0x0000000084a00000)
tenured generation total 86016K, used 0K [0x00000000ac000000, 0x00000000b1400000, 0x0000000100000000)
the space 86016K, 0% used [0x00000000ac000000, 0x00000000ac000000, 0x00000000ac000200, 0x00000000b1400000)
Metaspace used 2637K, capacity 4486K, committed 4864K, reserved 1056768K
class space used 281K, capacity 386K, committed 512K, reserved 1048576K
其實JDK預設的不是Parallel收集器，但是JDK會依照各種環境來調整採用的垃圾收集器。
檢視環境的程式碼如下：
java -version
因此JDK根據server的環境，採用了Paralled收集器。
而Serial收集器主要用在客戶端的。
eden分配的驗證
我們看到現在eden區域為34432K，使用了19%，那我們來擴大10倍是否eden就放不下了呢？
我們來驗證一下。
public class A {
public static void main(String[] args) {
byte[] b1 = new byte[40*1024*1024];
}
}執行結果如下：
Heap
def new generation total 38720K, used 2754K [0x0000000082000000, 0x0000000084a00000, 0x00000000ac000000)
eden space 34432K, 8% used [0x0000000082000000, 0x00000000822b0bd8, 0x00000000841a0000)
from space 4288K, 0% used [0x00000000841a0000, 0x00000000841a0000, 0x00000000845d0000)
to space 4288K, 0% used [0x00000000845d0000, 0x00000000845d0000, 0x0000000084a00000)
tenured generation total 86016K, used 40960K [0x00000000ac000000, 0x00000000b1400000, 0x0000000100000000)
the space 86016K, 47% used [0x00000000ac000000, 0x00000000ae800010, 0x00000000ae800200, 0x00000000b1400000)
Metaspace used 2637K, capacity 4486K, committed 4864K, reserved 1056768K
class space used 281K, capacity 386K, committed 512K, reserved 1048576K顯然，我們還是正常運行了，但是eden區域沒有增加，老年代區域卻增加了，符合大物件直接分配到老年代的特徵。。
所以我們適當的縮小每次分配的大小。
我們在此限制下eden區域的大小
引數如下：
-verbose:gc -XX:+PrintGCDetails -XX:+UseSerialGC -Xms20M -Xmx20M -Xmn10M -XX:SurvivorRatio=8這裡我們限制記憶體大小為20M
Eden大小為8M
然後我們執行我們的程式碼：
程式碼如下所示：
public class A {
public static void main(String[] args) {
byte[] b1 = new byte[2*1024*1024];
byte[] b2 = new byte[2*1024*1024];
byte[] b3 = new byte[2*1024*1024];
byte[] b4 = new byte[4*1024*1024];
System.gc();
}
}執行結果如下：
[GC (Allocation Failure) [DefNew: 7129K->520K(9216K), 0.0053010 secs] 7129K->6664K(19456K), 0.0053739 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.01 secs]
[Full GC (System.gc()) [Tenured: 6144K->6144K(10240K), 0.0459449 secs] 10920K->10759K(19456K), [Metaspace: 2632K->2632K(1056768K)], 0.0496885 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.04 secs]
Heap
def new generation total 9216K, used 4779K [0x00000000fec00000, 0x00000000ff600000, 0x00000000ff600000)
eden space 8192K, 58% used [0x00000000fec00000, 0x00000000ff0aad38, 0x00000000ff400000)
from space 1024K, 0% used [0x00000000ff500000, 0x00000000ff500000, 0x00000000ff600000)
to space 1024K, 0% used [0x00000000ff400000, 0x00000000ff400000, 0x00000000ff500000)
tenured generation total 10240K, used 6144K [0x00000000ff600000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000)
the space 10240K, 60% used [0x00000000ff600000, 0x00000000ffc00030, 0x00000000ffc00200, 0x0000000100000000)
Metaspace used 2638K, capacity 4486K, committed 4864K, reserved 1056768K
class space used 281K, capacity 386K, committed 512K, reserved 1048576K我們可以發現在eden區域為8192K 約為8M
也就是我們的b4的大小
而原先的b1,b2,b3為6M,被分配到了tenured generation。
原先的Eden區域如下所示，在分配完,b1,b2,b3後如下所示。
這時候我們發現已經無法繼續分了。
而檢視日誌的時候，我們發生了倆次GC。
[GC (Allocation Failure) [DefNew: 7129K->520K(9216K), 0.0053010 secs] 7129K->6664K(19456K), 0.0053739 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.01 secs]
[Full GC (System.gc()) [Tenured: 6144K->6144K(10240K), 0.0459449 secs] 10920K->10759K(19456K), [Metaspace: 2632K->2632K(1056768K)], 0.0496885 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.04 secs]
而在
[DefNew: 7129K->520K(9216K), 0.0053010 secs] 7129K->6664K(19456K), 0.0053739 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.01 secs] 中我們會看到，剛分配的物件並沒有被回收。
上面的GC是針對新生代的。
而下面的FullGC是針對老年代的。
如果我們這時候要再分配4m的記憶體，虛擬機器預設將原先的eden區域放到可放的地方，也就是在老年代這裡
因此會發生我們這種情況。
這就是整個過程。驗證了物件有現在Eden區域回收
大物件直接進入到老年代
指定大物件的引數。
-XX:PretenureSizeThreshold測試程式碼：如下
-verbose:gc -XX:+PrintGCDetails -XX:+UseSerialGC -Xms20M -Xmx20M -Xmn10M -XX:SurvivorRatio=8public class A {
private static int M = 1024*1024;
public static void main(String[] args) {
byte[] b1 = new byte[8*M];
}
}執行結果如下：
Heap
def new generation total 9216K, used 1149K [0x00000000fec00000, 0x00000000ff600000, 0x00000000ff600000)
eden space 8192K, 14% used [0x00000000fec00000, 0x00000000fed1f718, 0x00000000ff400000)
from space 1024K, 0% used [0x00000000ff400000, 0x00000000ff400000, 0x00000000ff500000)
to space 1024K, 0% used [0x00000000ff500000, 0x00000000ff500000, 0x00000000ff600000)
tenured generation total 10240K, used 8192K [0x00000000ff600000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000)
the space 10240K, 80% used [0x00000000ff600000, 0x00000000ffe00010, 0x00000000ffe00200, 0x0000000100000000)
Metaspace used 2637K, capacity 4486K, committed 4864K, reserved 1056768K
class space used 281K, capacity 386K, committed 512K, reserved 1048576K
我們可以看到，結果數直接把8M扔到了老年代裡面了。
而我們修改成7M的時候
被發現7M全部扔到了eden裡面。
如果我們制定了引數後，會發現結果變了。
引數如下所示：
-verbose:gc -XX:+PrintGCDetails -XX:+UseSerialGC -Xms20M -Xmx20M -Xmn10M -XX:SurvivorRatio=8 -XX:PretenureSizeThreshold=6M執行結果如下：
我們會發現7M進到了老年代。
長期存活物件進入老年代
引數如下：
-XX:MaxTenuringThreshold每次進行回收的時候，如果沒被回收，那物件的年齡+1
如果物件年齡到達閾值，就會進入老年代。
具體測試和上面的Max一樣。就不佔篇幅了。
空間分配擔保
引數如下：
-XX:+HandlePromotionFailure步驟如下：
- 首先衡量有沒有這個能力，然後才能進行分配。
- 如果有這個能力放入，那麼這個引數是‘+’號證明開啟了記憶體擔保，否則是‘-’號就是沒開啟。
總結：
JVM記憶體分配策略不是特別複雜，只要一步一步跟著虛擬機器走，那麼就可以去理解JVM記憶體分配的機制