GC 堆

1、GC 分为两种:Minor GC、Full GC ( 或称为 Major GC )。

2、Minor GC 是发生在新生代中的垃圾收集动作,所采用的是复制算法。

    a、新生代几乎是所有 Java 对象出生的地方,即 Java 对象申请的内存以及存放都是在这个地方。

    b、Java 中的大部分对象通常不需长久存活,具有朝生夕灭的性质。

    c、当一个对象被判定为 “死亡” 的时候,GC 就有责任来回收掉这部分对象的内存空间。

    d、新生代是 GC 收集垃圾的频繁区域。

    e、当对象在 Eden(+from) 出生后,在经过一次 Minor GC 后,如果对象还存活,并且能够被另外一块 Survivor 区域        

        所容纳( 这里应为 to 区域 ),则使用复制算法将这些仍然还存活的对象复制到另外一块 Survivor 区域 ( 即 to 区域 ) 中,

    f、 然后清理所使用过的 Eden 以及 Survivor 区域 ( 即 from 区域 ),并且将这些对象的年龄设置为1,

    g、以后对象在 Survivor 区每熬过一次 Minor GC,就将对象的年龄 + 1,

    h、当对象的年龄达到某个值时 ( 默认是 15 岁,可以通过参数 -XX:MaxTenuringThreshold 来设定 ),这些对象就会成为    

            老年代。

    j、但这也不是一定的,对于一些较大的对象 ( 即需要分配一块较大的连续内存空间 ) 则是直接进入到老年代。

3、Full GC 是发生在老年代的垃圾收集动作,所采用的是标记-清除算法。

    a、老年代里面的对象几乎个个都是在 Survivor 区域中熬过来的,它们是不会那么容易就 “死掉” 了的。

    b、Full GC 发生的次数不会有 Minor GC 那么频繁,并且做一次 Full GC 要比进行一次 Minor GC 的时间更长。

    c、标记-清除算法收集垃圾的时候会产生许多的内存碎片 ( 即不连续的内存空间 ),

    d、此后需要为较大的对象分配内存空间时,若无法找到足够的连续的内存空间,就会提前触发一次 GC 的收集动作。

GC 日志1

1、“33.125:”和“100.667:”代表了GC发生的时间,这个数字的含义是从Java虚拟机启动以来经过的秒数。

2、“[GC”和“[Full GC”说明了这次垃圾收集的停顿类型,而不是用来区分新生代GC还是老年代GC的。

“Full”,说明这次GC是发生了Stop-The-World的,例如下面这段新生代收集器ParNew的日志也会出

现“[Full GC”(这一般是因为出现了分配担保失败之类的问题,所以才导致STW)。如果是调用System.gc()方

法所触发的收集,那么在这里将显示“[Full GC(System)”。[Full GC 283.736:[ParNew:261599K->261599K(261952K),0.0000288 secs]

3、[DefNew”、“[Tenured”、“[Perm”表示GC发生的区域,这里显示的区域名称与使用的GC收集器

是密切相关的,

“[DefNew”:Serial收集器中的新生代名为“Default New Generation”

“[ParNew”:ParNew收集器,新生代,意为“Parallel New Generation”。

“PSYoungGen”: Parallel Scavenge收集器

   老年代和永久代同理,名称也是由收集器决定的。Tenured表示老年代

4、“3324K->152K(3712K)”是“GC前该内存区域已使用容量->GC后该内存区域已使用容量(该内存区域总容量)”。

5、方括号之外“3324K->152K(11904K)”表示“GC前Java堆已使用容量->GC后Java堆已使用容量(Java堆总容量)”。

6、“0.0025925 secs”表示该内存区域GC所占用的时间,单位是秒。

7、“[Times:user=0.01 sys=0.00,real=0.02 secs]”

user:用户态消耗的CPU时间

sys:内核态消耗的CPU时间

real:操作从开始到结束所经过的墙钟时间(Wall Clock Time)

CPU时间与墙钟时间的区别是,墙钟时间包括各种非运算的等待耗时,例如等待磁盘I/O、等待线程阻塞,而CPU时间不包括这些耗时,但当系统有多CPU或者多核的话,多线程操作会叠加这些CPU时间,所以读者看到user或sys时间超过real时间是完全正常的。

GC 日志2

publicstaticvoidmain(String[] args) {

Object obj = newObject();

System.gc();

System.out.println();

obj = newObject();

obj = newObject();

System.gc();

System.out.println();

}

设置 JVM 参数为 -XX:+PrintGCDetails,使得控制台能够显示 GC 相关的日志信息,执行上面代码,下面是其中一次执行的结果。

GC 日志3

1/**

2 -Xms60m

3 -Xmx60m

4 -Xmn20m

5 -XX:NewRatio=2 ( 若 Xms = Xmx, 并且设定了 Xmn, 那么该项配置就不需要配置了 )

6 -XX:SurvivorRatio=8

7 -XX:PermSize=30m

8 -XX:MaxPermSize=30m

9 -XX:+PrintGCDetails

10 */

11publicstaticvoidmain(String[] args) {

12 newTest().doTest();

13}

14

15publicvoiddoTest(){

16 Integer M = newInteger(1024* 1024* 1); //单位, 兆(M)

17 byte[] bytes = newbyte[1* M]; //申请 1M 大小的内存空间

18 bytes = null; //断开引用链

19 System.gc(); //通知 GC 收集垃圾

20 System.out.println();

21 bytes = newbyte[1* M]; //重新申请 1M 大小的内存空间

22 bytes = newbyte[1* M]; //再次申请 1M 大小的内存空间

23 System.gc();

24 System.out.println();

25}

按上面代码中注释的信息设定 jvm 相关的参数项,并执行程序,下面是一次执行完成控制台打印的结果:

[ GC [ PSYoungGen: 1351K -> 288K (18432K) ] 1351K -> 288K (59392K), 0.0012389 secs ] [ Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs ]

[ Full GC (System) [ PSYoungGen: 288K -> 0K (18432K) ] [ PSOldGen: 0K -> 160K (40960K) ] 288K -> 160K (59392K) [ PSPermGen: 2942K -> 2942K (30720K) ], 0.0057649 secs ] [ Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.01 secs ]

[ GC [ PSYoungGen: 2703K -> 1056K (18432K) ] 2863K -> 1216K(59392K), 0.0008206 secs ] [ Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs ]

[ Full GC (System) [ PSYoungGen: 1056K -> 0K (18432K) ] [ PSOldGen: 160K -> 1184K (40960K) ] 1216K -> 1184K (59392K) [ PSPermGen: 2951K -> 2951K (30720K) ], 0.0052445 secs ] [ Times: user=0.02 sys=0.00, real=0.01 secs ]

Heap

PSYoungGen total 18432K, used 327K [0x00000000fec00000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000)

eden space 16384K, 2% used [0x00000000fec00000,0x00000000fec51f58,0x00000000ffc00000)

from space 2048K, 0% used [0x00000000ffe00000,0x00000000ffe00000,0x0000000100000000)

to space 2048K, 0% used [0x00000000ffc00000,0x00000000ffc00000,0x00000000ffe00000)

PSOldGen total 40960K, used 1184K [0x00000000fc400000, 0x00000000fec00000, 0x00000000fec00000)

object space 40960K, 2% used [0x00000000fc400000,0x00000000fc5281f8,0x00000000fec00000)

PSPermGen total 30720K, used 2959K [0x00000000fa600000, 0x00000000fc400000, 0x00000000fc400000)

object space 30720K, 9% used [0x00000000fa600000,0x00000000fa8e3ce0,0x00000000fc400000)

1、堆中新生代的内存空间为 18432K ( 约 18M ),eden 的内存空间为 16384K ( 约 16M),from / to survivor 的内存空间为 2048K ( 约 2M)。

2、新生代 = eden + from + to = 16 + 2 + 2 = 20M,可见新生代的内存空间确实是按 Xmn 参数分配得到的。

3、 SurvivorRatio = 8,因此,eden = 8/10 的新生代空间 = 8/10 * 20 = 16M。from = to = 1/10 的新生代空间 = 1/10 * 20 = 2M。

4、堆信息中新生代的 total 18432K 是这样来的:eden + 1 个 survivor = 16384K + 2048K = 18432K,即约为 18M。因为 jvm 每次只是用新生代中的 eden 和 一个 survivor,因此新生代实际的可用内存空间大小为所指定的 90%。因此可以知道,这里新生代的内存空间指的是新生代可用的总的内存空间,而不是指整个新生代的空间大小。

5、另外,可以看出老年代的内存空间为 40960K ( 约 40M ),堆大小 = 新生代 + 老年代。因此在这里,老年代 = 堆大小 – 新生代 = 60 – 20 = 40M。

6、最后,这里还指定了 PermSize = 30m,PermGen 即永久代 ( 方法区 ),它还有一个名字,叫非堆,主要用来存储由 jvm 加载的类文件信息、常量、静态变量等。

7、回到 doTest() 方法中,可以看到代码在第 17、21、22 这三行中分别申请了一块 1M 大小的内存空间,并在 19 和 23 这两行中分别显式的调用了 System.gc()。从控制台打印的信息来看,每次调 System.gc(),是先进行 Minor GC,然后再进行 Full GC。

1/**

2 -Xms60m

3 -Xmx60m

4 -Xmn20m

5 -XX:NewRatio=2 ( 若 Xms = Xmx, 并且设定了 Xmn, 那么该项配置就不需要配置了 )

6 -XX:SurvivorRatio=8

7 -XX:PermSize=30m

8 -XX:MaxPermSize=30m

9 -XX:+PrintGCDetails

10 */

11publicstaticvoidmain(String[] args) {

12 newTest().doTest();

13}

14

15publicvoiddoTest(){

16 Integer M = newInteger(1024* 1024* 1); //单位, 兆(M)

17 byte[] bytes = newbyte[1* M]; //申请 1M 大小的内存空间

18 bytes = null; //断开引用链

19 System.gc(); //通知 GC 收集垃圾

20 System.out.println();

21 bytes = newbyte[1* M]; //重新申请 1M 大小的内存空间

22 bytes = newbyte[1* M]; //再次申请 1M 大小的内存空间

23 System.gc();

24 System.out.println();

[ GC [ PSYoungGen: 1351K -> 288K (18432K) ] 1351K -> 288K (59392K), 0.0012389 secs ] [ Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs ]

[ Full GC (System) [ PSYoungGen: 288K -> 0K (18432K) ] [ PSOldGen: 0K -> 160K (40960K) ] 288K -> 160K (59392K) [ PSPermGen: 2942K -> 2942K (30720K) ], 0.0057649 secs ] [ Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.01 secs ]

[ GC [ PSYoungGen: 2703K -> 1056K (18432K) ] 2863K -> 1216K(59392K), 0.0008206 secs ] [ Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs ]

[ Full GC (System) [ PSYoungGen: 1056K -> 0K (18432K) ] [ PSOldGen: 160K -> 1184K (40960K) ] 1216K -> 1184K (59392K) [ PSPermGen: 2951K -> 2951K (30720K) ], 0.0052445 secs ] [ Times: user=0.02 sys=0.00, real=0.01 secs ]

Heap

PSYoungGen total 18432K, used 327K [0x00000000fec00000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000)

eden space 16384K, 2% used [0x00000000fec00000,0x00000000fec51f58,0x00000000ffc00000)

from space 2048K, 0% used [0x00000000ffe00000,0x00000000ffe00000,0x0000000100000000)

to space 2048K, 0% used [0x00000000ffc00000,0x00000000ffc00000,0x00000000ffe00000)

PSOldGen total 40960K, used 1184K [0x00000000fc400000, 0x00000000fec00000, 0x00000000fec00000)

object space 40960K, 2% used [0x00000000fc400000,0x00000000fc5281f8,0x00000000fec00000)

PSPermGen total 30720K, used 2959K [0x00000000fa600000, 0x00000000fc400000, 0x00000000fc400000)

object space 30720K, 9% used [0x00000000fa600000,0x00000000fa8e3ce0,0x00000000fc400000)

8、第 19 行触发的 Minor GC 收集分析:

从信息 PSYoungGen : 1351K -> 288K,可以知道,在第 17 行为 bytes 分配的内存空间已经被回收完成。

引起 GC 回收这 1M 内存空间的因素是第 18 行的 bytes = null; bytes 为 null 表明之前申请的那 1M 大小的内存空间现在已经没有任何引用变量在使用它了,

并且在内存中它处于一种不可到达状态 ( 即没有任何引用链与 GC Roots 相连 )。那么,当 Minor GC 发生的时候,GC 就会来回收掉这部分的内存空间。

9、第 19 行触发的 Full GC 收集分析:

在 Minor GC 的时候,信息显示 PSYoungGen : 1351K -> 288K,再看看 Full GC 中显示的 PSYoungGen : 288K -> 0K,可以看出,Full GC 后,新生代的内存使用变成0K 了

刚刚说到 Full GC 后,新生代的内存使用从 288K 变成 0K 了,那么这 288K 到底哪去了 ? 难道都被 GC 当成垃圾回收掉了 ? 当然不是了。我还特意在 main 方法中 new 了一个 Test 类的实例,这里的 Test 类的实例属于小对象,它应该被分配到新生代内存当中,现在还在调用这个实例的 doTest 方法呢,GC 不可能在这个时候来回收它的。

接着往下看 Full GC 的信息,会发现一个很有趣的现象,PSOldGen: 0K -> 160K,可以看到,Full GC 后,老年代的内存使用从 0K 变成了 160K,想必你已经猜到大概是怎么回事了。当 Full GC 进行的时候,默认的方式是尽量清空新生代 ( YoungGen ),因此在调 System.gc() 时,新生代 ( YoungGen ) 中存活的对象会提前进入老年代。

10、第 23 行触发的 Minor GC 收集分析:

从信息 PSYoungGen : 2703K -> 1056K,可以知道,在第 21 行创建的,大小为 1M 的数组被 GC 回收了。在第 22 行创建的,大小也为 1M 的数组由于 bytes 引用变量还在引用它,因此,它暂时未被 GC 回收。

11、第 23 行触发的 Full GC 收集分析:

在 Minor GC 的时候,信息显示 PSYoungGen : 2703K -> 1056K,Full GC 中显示的 PSYoungGen : 1056K -> 0K,以及 PSOldGen: 160K -> 1184K,可以知道,新生代 ( YoungGen ) 中存活的对象又提前进入老年代了。