前言

每个使用 Java 的开发者都知道 Java 字节码是在 JRE 中运行。 JVM 则是 JRE 中的核心组成部分，承担分析和执行 Java 字节码的工作，而 Java 程序员通常并不需要深入了解 JVM 运行情况就可以开发出大型应用和类库。尽管如此，如果你对 JVM 有足够了解，就会对 Java 有更好的掌握，并且能解决一些看起来简单但又尚未解决的问题。

正文

JVM的运行时数据区

首先，我们来看一下 JVM 不得不知道的体系结构，在编译完之后的 class 文件装载到类装载器的运行时数据区，运行时数据区分为五大块，分别是方法区，堆， Java 栈，本地方法栈，程序计数器。Java栈，本地方法栈，程序计数器存储本地方法接口，方法区和堆则存储执行引擎，也是 GC 的作用区域。

GC分代

JDK1.8之前，内存管理机制采用分代的策略：分为新生代，老年代，永久代（JDK1.7及以前）。

新生代

大致分为 Eden 区和 Survivor 区， Survivor 区又分为大小相同的两部分： s0 ( FromSpace ) 和 s1 ( ToSpace )。新建的对象都是从新生代分配内存， Eden 区不足的时候，会把存活的对象转移到 Survivor 区。当新生代进行垃圾回收时会触发 Minor GC 。一般在Eden区分配对象，使用 TLAB( Thread Local Allocation Buffer ) 进行优化，在保存80%~90%生命周期较短的对象，GC频率高，采用效率较高的复制算法。

为何eden:s0:s1 = 8:1:1?

新生代的三个分区默认比例为 8:1:1 ，JVM中规定 98% 的对象要在新生代被回收，而 s0 及 s1 只是作为暂存区，每次GC的触发之后必须保证其中一个区是空的，随后两个区互换位置，及 s0 -> s1 (from -> to)，s1 -> s0 (to -> from)，保证绝大部分对象在此被回收。

老年代

旧生代用于存放新生代多次回收依然存活的对象，如缓存对象。当旧生代满了的时候就需要对旧生代进行回收，旧生代的垃圾回收称作 Major GC。新建的对象也有可能直接在旧生代中分配，取决于具体GC的实现。GC频率相对较低，标记，清理，压缩算法的各种结合和优化。

新生代晋升老年代的条件

Eden 区满时，进行 Minor GC，当 Eden 和一个 Survivor 区中依然存活的对象无法放入到 Survivor 中，则通过分配担保机制提前转移到老年代中。
若对象体积太大, 新生代无法容纳这个对象，-XX:PretenureSizeThreshold 即对象的大小大于此值, 就会绕过新生代, 直接在老年代分配, 此参数只对 Serial 及 ParNew 两款收集器有效。
长期存活的对象将进入老年代。虚拟机对每个对象定义了一个对象年龄（Age）计数器。当年龄增加到一定的临界值时，就会晋升到老年代中，该临界值由参数：-XX:MaxTenuringThreshold 来设置。如果对象在 Eden 出生并在第一次发生 MinorGC 时仍然存活，并且能够被 Survivor 中所容纳的话，则该对象会被移动到 Survivor 中，并且设 Age = 1 ；以后每经历一次 Minor GC ，该对象还存活的话 Age = Age+1。
动态对象年龄判定。虚拟机并不总是要求对象的年龄必须达到 MaxTenuringThreshold 才能晋升到老年代，如果在 Survivor 区中相同年龄（设年龄为 age ）的对象的所有大小之和超过 Survivor 空间的一半，年龄大于或等于该年龄（age）的对象就可以直接进入老年代，无需等到 MaxTenuringThreshold 中要求的年龄。

永久代

对象经历了多次 Major GC 仍然没有被回收即进入永久代，仅 JDK1.7 及之前的版本拥有。

判断可回收的垃圾（GC对象）

我们首先来看一下哪些是GC的目标，GC中使用的回收检测算法有两种，目前虚拟机基本上都是用可达性算法：

引用计数法

每个对象有一个引用计数器，当对象被引用一次则计数器加1，当对象引用失效一次则计数器减1，对于计数器为0的对象意味着是垃圾对象，可以被GC回收。

可达性算法

从GC Roots作为起点开始搜索，那么整个连通图中的对象便都是活对象，对于GC Roots无法到达的对象便成了垃圾回收的对象，随时可被GC回收。

常见垃圾回收算法-方法论

标记-清除算法

原理

标记

从根集合开始扫描，对存活的对象进行标记。

清除

扫描整个内存空间，回收未被标记的对象，使用free-list记录可回收区域。

复制回收算法

原理

从根集合开始，通过Tracing从from中找到存活对象，拷贝到to中；
from、to交换身份，下次内存分配从to开始。

标记-整理算法

原理

标记

与标记-清除一样

压缩

再次扫描，并往一段滑动存活对象

标记-清除-压缩

原理

Mark-Sweep和Mark-Compact的结合
和Mark-Sweep一致，当进行多次GC后才Compact

By the way

有问题？可以给我留言或私聊有收获？那就顺手点个赞呗~

当然，也可以到我的公众号下「6曦轩」，

回复“学习”，即可收到一份 【Java工程师进阶架构师的视频教程】~

回复“面试”，可以收到一套 【本人呕心沥血整理的Java面试题目】（部分目录如下）

由于我咧，科班出身的程序员，php，Android以及硬件方面都做过，不过最后还是选择专注于做 Java，所以有啥问题可以到公众号提问讨论（技术情感倾诉都可以哈哈哈），看到的话会尽快回复，希望可以跟大家共同学习进步，关于服务端架构，Java 核心知识解析，职业生涯，面试总结等文章会不定期坚持推送输出，欢迎大家关注~~~

JVM GC知识（一）- GC算法

前言

正文