Java內(nèi)存與垃圾回收調(diào)優(yōu)

JVM堆內(nèi)存被分為兩部分——年輕代（Young Generation）和老年代（Old Generation）

年輕代 年輕代是所有新對(duì)象產(chǎn)生的地方。當(dāng)年輕代內(nèi)存空間被用完時(shí)，就會(huì)觸發(fā)垃圾回收(Minor GC)。年輕代被分為3個(gè)部分-Enden區(qū)和兩個(gè)Survivor區(qū)。
1.大多數(shù)新建的對(duì)象都位于Eden區(qū)
2.當(dāng)Eden區(qū)被對(duì)象填滿時(shí)，就會(huì)執(zhí)行Minor GC，并把所有存活下來(lái)的對(duì)象轉(zhuǎn)移到其中一個(gè)survivor區(qū)。
3.Minor GC同樣會(huì)檢查存活下來(lái)的對(duì)象，并把它們轉(zhuǎn)移到另一個(gè)survivor區(qū)。這樣在一段時(shí)間內(nèi)，總會(huì)有一個(gè)空的survivor區(qū)。
4.經(jīng)過(guò)多次GC周期后，仍然存活下來(lái)的對(duì)象會(huì)被轉(zhuǎn)移到年老代內(nèi)存空間。通常這是在年輕代有資格提升到年老代前通過(guò)設(shè)定年齡閾值來(lái)完成的。 年老代 年老代內(nèi)存里包含了長(zhǎng)期存活的對(duì)象和經(jīng)過(guò)多次Minor GC后依然存活下來(lái)的對(duì)象。通常會(huì)在老年代內(nèi)存被占滿時(shí)進(jìn)行垃圾回收。老年代的垃圾收集叫做Major GC。Major GC會(huì)花費(fèi)更多的時(shí)間。 Stop the World事件 所有的垃圾收集都是“Stop the World”事件，因?yàn)樗械膽?yīng)用線程都會(huì)停下來(lái)直到操作完成（所以叫“Stop the World”）。


因?yàn)槟贻p代里的對(duì)象都是一些臨時(shí)（short-lived ）對(duì)象，執(zhí)行Minor GC非?？?，所以應(yīng)用不會(huì)受到（“Stop the World”）影響。


由于Major GC會(huì)檢查所有存活的對(duì)象，因此會(huì)花費(fèi)更長(zhǎng)的時(shí)間。應(yīng)該盡量減少M(fèi)ajor GC。因?yàn)镸ajor GC會(huì)在垃圾回收期間讓你的應(yīng)用反應(yīng)遲鈍，所以如果你有一個(gè)需要快速響應(yīng)的應(yīng)用發(fā)生多次Major GC，你會(huì)看到超時(shí)錯(cuò)誤。


垃圾回收時(shí)間取決于垃圾回收策略。這就是為什么有必要去監(jiān)控垃圾收集和對(duì)垃圾收集進(jìn)行調(diào)優(yōu)。從而避免要求快速響應(yīng)的應(yīng)用出現(xiàn)超時(shí)錯(cuò)誤。 永久代 永久代或者“Perm Gen”包含了JVM需要的應(yīng)用元數(shù)據(jù)，這些元數(shù)據(jù)描述了在應(yīng)用里使用的類(lèi)和方法。注意，永久代不是Java堆內(nèi)存的一部分。
永久代存放JVM運(yùn)行時(shí)使用的類(lèi)。永久代同樣包含了Java SE庫(kù)的類(lèi)和方法。永久代的對(duì)象在full GC時(shí)進(jìn)行垃圾收集。
方法區(qū) 方法區(qū)是永久代空間的一部分，并用來(lái)存儲(chǔ)類(lèi)型信息（運(yùn)行時(shí)常量和靜態(tài)變量）和方法代碼和構(gòu)造函數(shù)代碼。
內(nèi)存池 如果JVM實(shí)現(xiàn)支持，JVM內(nèi)存管理會(huì)為創(chuàng)建內(nèi)存池，用來(lái)為不變對(duì)象創(chuàng)建對(duì)象池。字符串池就是內(nèi)存池類(lèi)型的一個(gè)很好的例子。內(nèi)存池可以屬于堆或者永久代，這取決于JVM內(nèi)存管理的實(shí)現(xiàn)。
運(yùn)行時(shí)常量池 運(yùn)行時(shí)常量池是每個(gè)類(lèi)常量池的運(yùn)行時(shí)代表。它包含了類(lèi)的運(yùn)行時(shí)常量和靜態(tài)方法。運(yùn)行時(shí)常量池是方法區(qū)的一部分
Java棧內(nèi)存 Java棧內(nèi)存用于運(yùn)行線程。它們包含了方法里的臨時(shí)數(shù)據(jù)、堆里其它對(duì)象引用的特定數(shù)據(jù)
Java 堆內(nèi)存開(kāi)關(guān) Java提供了大量的內(nèi)存開(kāi)關(guān)（參數(shù)），我們可以用它來(lái)設(shè)置內(nèi)存大小和它們的比例。

-Xms 設(shè)置JVM啟動(dòng)時(shí)堆的初始化大小。?
-Xmx 設(shè)置堆最大值。?
-Xmn 設(shè)置年輕代的空間大小，剩下的為老年代的空間大小。?
-XX:PermGen 設(shè)置永久代內(nèi)存的初始化大小。?
-XX:MaxPermGen 設(shè)置永久代的最大值。?
-XX:SurvivorRatio 提供Eden區(qū)和survivor區(qū)的空間比例 如果年輕代的大小為10m并且VM開(kāi)關(guān)是-XX:SurvivorRatio=2，那么將會(huì)保留5m內(nèi)存給Eden區(qū)和每個(gè)Survivor區(qū)分配2.5m內(nèi)存。默認(rèn)比例是8。?
-XX:NewRatio 提供年老代和年輕代的比例大小。默認(rèn)值是2
Java垃圾回收 Java垃圾回收會(huì)找出沒(méi)用的對(duì)象，把它從內(nèi)存中移除并釋放出內(nèi)存給以后創(chuàng)建的對(duì)象使用，自動(dòng)垃圾回收。
垃圾收集器是一個(gè)后臺(tái)運(yùn)行程序。它管理著內(nèi)存中的所有對(duì)象并找出沒(méi)被引用的對(duì)象。所有的這些未引用的對(duì)象都會(huì)被刪除，回收它們的空間并分配給其他對(duì)象。
一個(gè)基本的垃圾回收過(guò)程涉及三個(gè)步驟： 標(biāo)記：這是第一步。在這一步，垃圾收集器會(huì)找出哪些對(duì)象正在使用和哪些對(duì)象不在使用。
正常清除：垃圾收集器會(huì)清除不在使用的對(duì)象，回收它們的空間分配給其他對(duì)象。
壓縮清除：為了提升性能，壓縮清除會(huì)在刪除沒(méi)用的對(duì)象后，把所有存活的對(duì)象移到一起。這樣可以提高分配新對(duì)象的效率。
簡(jiǎn)單標(biāo)記和清除方法存在兩個(gè)問(wèn)題： 效率很低。因?yàn)榇蠖鄶?shù)新建對(duì)象都會(huì)成為“沒(méi)用對(duì)象”。
經(jīng)過(guò)多次垃圾回收周期的對(duì)象很有可能在以后的周期也會(huì)存活下來(lái)。
上面簡(jiǎn)單清除方法的問(wèn)題在于Java垃圾收集的分代回收的，而且在堆內(nèi)存里有年輕代和年老代兩個(gè)區(qū)域 Java垃圾回收類(lèi)型 Serial GC(-XX:+UseSerialGC)：Serial GC使用簡(jiǎn)單的標(biāo)記、清除、壓縮方法對(duì)年輕代和年老代進(jìn)行垃圾回收，即Minor GC和Major GC。Serial GC在client模式（客戶(hù)端模式）很有用，比如在簡(jiǎn)單的獨(dú)立應(yīng)用和CPU配置較低的機(jī)器。這個(gè)模式對(duì)占有內(nèi)存較少的應(yīng)用很管用。
Parallel GC(-XX:+UseParallelGC)：除了會(huì)產(chǎn)生N個(gè)線程來(lái)進(jìn)行年輕代的垃圾收集外，Parallel GC和Serial GC幾乎一樣。這里的N是系統(tǒng)CPU的核數(shù)。我們可以使用 -XX:ParallelGCThreads=n 這個(gè)JVM選項(xiàng)來(lái)控制線程數(shù)量。并行垃圾收集器也叫throughput收集器。因?yàn)樗褂昧硕郈PU加快垃圾回收性能。Parallel GC在進(jìn)行年老代垃圾收集時(shí)使用單線程。
Parallel Old GC(-XX:+UseParallelOldGC)：和Parallel GC一樣。不同之處，Parallel Old GC在年輕代垃圾收集和年老代垃圾回收時(shí)都使用多線程收集。
并發(fā)標(biāo)記清除（CMS）收集器(-XX:+UseConcMarkSweepGC)：CMS收集器也被稱(chēng)為短暫停頓并發(fā)收集器。它是對(duì)年老代進(jìn)行垃圾收集的。CMS收集器通過(guò)多線程并發(fā)進(jìn)行垃圾回收，盡量減少垃圾收集造成的停頓。CMS收集器對(duì)年輕代進(jìn)行垃圾回收使用的算法和Parallel收集器一樣。這個(gè)垃圾收集器適用于不能忍受長(zhǎng)時(shí)間停頓要求快速響應(yīng)的應(yīng)用?？墒褂?-XX:ParallelCMSThreads=n JVM選項(xiàng)來(lái)限制CMS收集器的線程數(shù)量。
G1垃圾收集器(-XX:+UseG1GC) G1(Garbage First)：垃圾收集器是在Java 7后才可以使用的特性，它的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)時(shí)代替CMS收集器。G1收集器是一個(gè)并行的、并發(fā)的和增量式壓縮短暫停頓的垃圾收集器。G1收集器和其他的收集器運(yùn)行方式不一樣，不區(qū)分年輕代和年老代空間。它把堆空間劃分為多個(gè)大小相等的區(qū)域。當(dāng)進(jìn)行垃圾收集時(shí)，它會(huì)優(yōu)先收集存活對(duì)象較少的區(qū)域，因此叫“Garbage First”。你可以在Oracle Garbage-FIrst收集器文檔找到更多詳細(xì)信息。 Java垃圾收集監(jiān)控