透视JVM之垃圾回收

 

JVM是JAVA世界的核心，了解它有助于我们更好调试，调优和开发程序，最近散仙在看JAVA特种兵一书，看完觉得，作者写的内容还是挺不错，大家感兴趣的，也可以购买本温故而知新下。 

在JVM中，我们经常提到的就是堆了，堆确实很重要，其实，除了堆之外，还有几个重要的模块，看下图： 



大多数情况下，我们并不需要关心JVM的底层，但是如果了解它的话，对于我们系统调优是非常有用的，在这里面了解JVM的GC原理，是非常重要的一块知识。我们都知道对于一个大型网站，如果JVM频繁发生FULL GC，那么将会是致命的危险，不仅仅会造成网站响应迟钝，更严重的时候会导致系统崩溃，这对用户体验来讲，都是我们不愿意看到的。 

在JVM里的内存空间，从大的层面划分，主要有新生代空间（Young）和老年代空间（Old），其中Young空间，又被分为2个部分和3个板块，分别是1个Egen区，和2个Survivor区，看下图： 



OK,下面来具体看下，每部分都是干啥的 
（1）Eden区域是用来存放使用new或者newInstance等方式创建的对象，默认都是存放在Eden区，除非这个对象太大，或者超过了设定的阈值-XX:PretenureSizeThresold,这样的对象会被直接分配到Old区域。 

（2）2个Survivor（幸存）区，一般称S0，S1，理论上他们是一样大的，解释一下，他们是如何工作的： 
在不断创建对象的过程中，Eden区会满，这时候会开始做Young G也叫Minor GC，而Young空间的第一次GC就是找出Eden区中，幸存活着的对象，然后将这些对象，放到S0，或S1区中的其中一个， 假设第一次选择了S0，它会逐步将活着的对象拷贝到S0区域，但是如果S0区域满了，剩下活着的对象只能放old区域了，接下来要做的是，将Eden区域清空，此时时候S1区域也是空的。 

当第二次Eden区域满的时候，就将Eden区域中活着的对象+S0区域中活着的对象，迁移到S1中，如果S1放不下，就会将剩下的部门，放到Old区域中，只是这次对象来源区域增加了S0，最后会将Eden区+S0区域，清空 

第三次和第四次依次类推，始终保证S0和S1有一个是空的，用来存储临时对象，用于交换空间的目的，反反复复多次没有被淘汰的对象，将会放入old区域中，默认是15次。具体的交换过程就和上图中的信息相似。 




问题一：怎么定义活着的对象？ 
从根引用开始，对象的内部属性可能也是引用，只要能级联到的都被认为是活着的对象 

问题二：什么是根？ 
本地变量引用，操作数栈引用，PC寄存器，本地方法栈引用等这些都是根。 

问题三：对象进入Old区域有什么坏处？ 
old区域一般称为老年代，老年代与新生代不一样，年轻代，我们可以认为存活下来的对象很少，而老年代则相反，存活下来的对象很多，所以JVM的堆内存，才是我们通常关注的主战场，因为这里面活着的对象非常多，所以发生一次FULL GC，来找出来所有存活的对象是非常耗时的，因此，我们应该尽量避免FULL GC的发生。 

问题四：S0和S1一般多大，靠什么参数来控制，有什么变化？ 

一般来说很小，我们大概知道它与Young差不多相差一倍的比例，设置的的参数主要有两个： 
-XX:SurvivorRatio=8 
-XX:InitialSurvivorRatio=8 

第一个参数是Eden和Survivor区域比重，注意是一个Survivor的的大小，如果将其设置为8，则说明Eden区是一个Survivor区的8倍，换句话说S0或S1空间是整个Young空间的1/10，剩余的80%由Eden区域来使用。 

第二个参数是Young/S0的比值，当其设置为8时，表示s0或s1占整个Young空间的12.5%。 


问题五；一个对象每次Minor Gc时，活着的对象都会在s0和s1区域转移，经过经过Minor GC多少次后，会进入Old区域呢？ 

默认是15次，参数设置-XX:MaxTenuringThreshold=15,计数器会在对象的头部记录它交换的次数 


问题六：为什么发生FULL GC会带来很大的危害？ 

在发生FULL GC的时候，意味着JVM会安全的暂停所有正在执行的线程（Stop The World），来回收内存空间，在这个时间段内，所有除了回收垃圾的线程外，其他有关JAVA的程序，代码都会静止，反映到系统上，就会出现系统响应大幅度变慢，卡机等状态。 

举个通俗易懂点的例子，就是在一个房间里，如果有一个人，不停的扔垃圾，然后有一个清洁工不停扫垃圾，这时候，我们的系统是OK的，因为基本不会出现垃圾堆满房间的情景，而且因为清洁工可以对付过来，假设现在有10个人不停扔垃圾，那么就房间就会很快被堆满，这时候清洁工，由于工作不过来了，大声吼一声，你们都暂停3分钟，别再扔了，我先把这个房间打扫完，你们才可以扔。 
在这个场景中，一个人扔，一个人扫，就类似于Minor GC，这时候，并不会影响扔垃圾的人，然后一旦10个人同时仍，而且很快就没地方仍了，这时候，就会触发Full GC，然后JVM下令，你们暂时都别仍了，等我什么时候回收完垃圾了，你们在仍，现在大家清楚了吧，所谓的10个人，就是类似我们成千上百的java类，在不停的执行任务，所谓的清洁工，就是我们的GC机制，所以，大家在平时编码的时候，一定注意尽量少造点垃圾对象，这样触发FULL GC的几率，才会变小。