【jvm】堆空间分代思想

1. 说明

• 1.JVM堆空间分代思想是基于对象的生命周期不同而提出的，目的是为了优化垃圾回收机制，提高内存管理效率。
• 2.这种分代策略将堆内存划分为不同的区域，每个区域存放不同生命周期的对象，从而采用不同的垃圾回收策略。

2. 分代原理

2.1 对象生命周期差异

• 1.在Java程序中，对象的生命周期有很大差异。
• 2.有些对象很快就会被回收，而有些对象则会长时间存活。
• 3.如果将所有对象都放在同一个区域进行管理，那么垃圾回收时会遍历整个区域，效率会很低。
• 4.因此，JVM将堆内存划分为不同的区域，以优化垃圾回收过程。

2.2 分代策略

• 1.JVM堆内存通常被划分为新生代（Young Generation）和老年代（Old Generation）。
• 2.新生代用于存放生命周期较短的对象，而老年代则用于存放生命周期较长的对象。
• 3.通过这种分代策略，JVM可以针对不同的对象采用不同的垃圾回收算法，从而提高内存管理效率。

3. 新生代（Young Generation）

3.1 区域划分

• 1.新生代通常被划分为三个区域：Eden区、From Survivor区（也称为S0区）和To Survivor区（也称为S1区）。
• 2.这三个区域的空间大小比例通常为8:1:1，但可以通过JVM参数-XX:SurvivorRatio进行调整。

3.2 对象分配

• 1.新创建的对象通常会被分配到Eden区。
• 2.当Eden区空间不足时，JVM会触发一次Minor GC（也称为Young GC），回收Eden区中的不再使用的对象，并将存活的对象复制到From Survivor区或To Survivor区。
• 3.复制过程中，对象的年龄会加1。
• 4.当From Survivor区或To Survivor区空间不足时，JVM会再次触发Minor GC，并将存活的对象复制到另一个Survivor区或老年代。

3.3 晋升条件

• 1.对象在新生代中的存活时间达到一定程度（默认是15次Minor GC，可以通过-XX:MaxTenuringThreshold参数调整）后，会被晋升到老年代。
• 2.如果对象的大小超过了-XX:PretenureSizeThreshold参数设置的值，也会直接被分配到老年代。

4. 老年代（Old Generation）

4.1 对象存放

• 1.老年代用于存放生命周期较长的对象，以及从新生代晋升过来的对象。

4.2 垃圾回收

• 1.当老年代空间不足时，JVM会触发一次Full GC（也称为Major GC或Old GC），回收老年代中的不再使用的对象。
• 2.Full GC的速度通常比Minor GC慢很多，因为它需要遍历整个堆内存。

5. 分代垃圾回收算法

5.1 复制算法

• 1.新生代通常采用复制算法进行垃圾回收。
• 2.该算法将内存划分为两个相等的区域，每次只使用其中一个区域进行对象分配。
• 3.当该区域空间不足时，将存活的对象复制到另一个区域，并清空当前区域。
• 4.复制算法的优点是效率高、复制过程简单。
• 5.缺点是内存利用率低，因为每次只能使用一半的内存空间。

5.2 标记-清除算法

• 1.老年代通常采用标记-清除算法进行垃圾回收。
• 2.该算法首先标记出所有不再使用的对象，然后清除这些对象所占用的内存空间。
• 3.标记-清除算法的优点是内存利用率高。
• 4.缺点是效率较低，因为需要遍历整个堆内存进行标记和清除操作。
• 5.标记-清除算法还会产生内存碎片问题。

5.3 标记-整理算法

• 1.为了解决标记-清除算法产生的内存碎片问题，老年代还可以采用标记-整理算法进行垃圾回收。
• 2.该算法在标记出所有不再使用的对象后，会对存活的对象进行整理，使它们连续存放在内存中。
• 3.标记-整理算法的优点是解决了内存碎片问题。
• 4.缺点是效率较低，因为需要额外的整理操作。