【擁抱大廠系列】百度面試官問過的 “JVM記憶體分配與回收策略原理”，我用這篇文章搞定了

在前面的一篇文章深入理解Java虛擬機器-如何利用VisualVM進行效能分析中講到了一些關於JVM調優的知識，但是，其實，還是有一些問題沒有非常清楚的可以回答的，這裡先給出幾個問題，然後，我們再展開這篇文章需要講解的知識。

我們生成的物件最開始在哪分配？Eden？Survivor？還是老年代呢？
進入到老年代需要滿足什麼條件呢？

接下來，我們就帶著這兩個問題展開全文。

1 物件優先在哪分配

其實，通過前面幾篇文章的講解，這個問題其實已經見怪不怪了，在大多數的情況下，物件都是在新生代Eden區分配的，在前面的文章我們提到，在Eden區中如果記憶體不夠分配的話，就會進行一次Minor GC。同時，我們還知道年輕代中預設下Eden：Survivor0：Survivor2 = 8：1：1，同時，還能通過引數-XX:SurvivorRatio來設定這個比例（關於這些引數的分析都可以檢視這篇文章：深入理解Java虛擬機器-常用vm引數分析）。

下面我們通過一個例子來分析是不是這樣的。

1.1 例項

給定JVM引數：-Xms40M -Xmx40M -Xmn10M -verbose:gc -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=4

前面三個引數設定Java堆的大小為40M，新生代為10M，緊跟著後面兩個是用於輸入GC資訊。更多引數可以檢視這篇文章：深入理解Java虛擬機器-常用vm引數分析。

/**
 * @ClassName Test_01
 * @Description 引數：-Xms40M -Xmx40M -Xmn20M -XX:+PrintGCDetails -XX:+UseSerialGC -XX:SurvivorRatio=8
 * @Author 歐陽思海
 * @Date 2019/12/3 16:00
 * @Version 1.0
 **/
public class Test_01 {

    private static final int M = 1024 * 1024;

    public static void test() {
        byte[] alloc1, alloc2, alloc3, alloc4;
        alloc1 = new byte[5 * M];
        alloc2 = new byte[5 * M];
        alloc3 = new byte[5 * M];
        alloc4 = new byte[10 * M];

    }

    public static void main(String[] args) {
        test();
    }

}

輸入結果：

分析

eden:from:to=8:1:1，這個因為前面設定了引數-XX:SurvivorRatio=8。
新生代分配了20M的記憶體，所以前面三個byte陣列可以分配，但是，分配第四個的時候，空間不夠，所以，需要進行一次Minor GC，GC之後，新生代從12534K變為598K。
前面在新生代分配的記憶體Minor GC之後，進入到了Survivor，但是，Survivor不夠分配，所以進入到了老年代，老年代已用記憶體達到了50%。

1.2 回答問題

所以，經過上面的例子我們發現，物件一般優先在新生代分配的，如果新生代記憶體不夠，就進行Minor GC回收記憶體。

點個贊，看一看，好習慣！本文 GitHub https://github.com/OUYANGSIHAI/JavaInterview 已收錄，這是我花了3個月總結的一線大廠Java面試總結，本人已拿騰訊等大廠offer。

2 進入到老年代需要滿足什麼條件

先給出答案，分為幾點。

條件①：大物件直接進入到老年代
條件②：長期存活的物件可以進入到老年代
條件③：如果在Survivor空間中相同年齡所有物件的大小的總和大於Survivor空間的一半，年齡大於等於該年齡的物件直接進入到老年代

2.1 分析條件①

哪些屬於大物件呢？

一般來說大物件指的是很長的字串及陣列，或者靜態物件。

那麼需要滿足多大才是大物件呢？

這個虛擬機器提供了一個引數-XX:PretenureSizeThreshold=n，只需要大於這個引數所設定的值，就可以直接進入到老年代。

step1： 解決了這兩個問題，首先，我們不設定上面的引數的例子，將物件的記憶體大於Eden的大小看看情況。

/**
 * @ClassName Test_01
 * @Description 引數：-Xms40M -Xmx40M -Xmn20M -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8 -XX:+UseSerialGC
 * @Author 歐陽思海
 * @Date 2019/12/3 16:00
 * @Version 1.0
 **/
public class Test_01 {

    private static final int M = 1024 * 1024;

    public static void test() {
        byte[] alloc1, alloc2, alloc3, alloc4;
//        alloc1 = new byte[5 * M];
//        alloc2 = new byte[5 * M];
//        alloc3 = new byte[5 * M];
        alloc4 = new byte[22 * M];

    }

    public static void main(String[] args) {
        test();
    }

}

我們發現分配失敗，Java堆溢位，因為超過了最大值。

step2： 下面我們看一個例子：設定-XX:PretenureSizeThreshold=104,857,600，這個單位是B位元組(Byte/bait)，所以這裡是100M。

/**
 * @ClassName Test_01
 * @Description 引數：-Xms2048M -Xmx2048M -Xmn1024M -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8 -XX:+UseSerialGC -XX:PretenureSizeThreshold=104,857,600
 * @Author 歐陽思海
 * @Date 2019/12/3 16:00
 * @Version 1.0
 **/
public class Test_01 {

    private static final int M = 1024 * 1024;

    public static void test() {
        byte[] alloc1, alloc2, alloc3, alloc4;
//        alloc1 = new byte[5 * M];
//        alloc2 = new byte[5 * M];
//        alloc3 = new byte[5 * M];
        alloc4 = new byte[500 * M];

    }

    public static void main(String[] args) {
        test();
    }

}

發現新生代沒有分配，直接在老年代分配。

注意： 引數PretenureSizeThreshold只對Serial和ParNew兩款收集器有效。

2.2 分析條件②

進入老年代規則：這裡需要知道虛擬機器對每個物件有個物件年齡計數器，如果物件在Eden出生經過第一次Minor GC後任然存活，並且能夠被Survivor容納，將被移動到Survivor空間中，並且年齡設定為1。接下來，物件在Survivor中每次經過一次Minor GC，年齡就增加1，預設當年齡達到15，就會進入到老年代。

晉升到老年代的年齡閾值，可以通過引數-XX：MaxTenuringThreshold設定。

在下面的例項中，我們設定-XX：MaxTenuringThreshold=1。

/**
 * @ClassName Test_01
 * @Description 引數：-Xms2048M -Xmx2048M -Xmn1024M -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8 -XX:+UseSerialGC -XX:MaxTenuringThreshold=1
 * @Author 歐陽思海
 * @Date 2019/12/3 16:00
 * @Version 1.0
 **/
public class Test_01 {

    private static final int M = 1024 * 1024;

    public static void test() {
        byte[] alloc1, alloc2, alloc3, alloc4;
        alloc1 = new byte[300 * M];
        alloc2 = new byte[300 * M];
        alloc3 = new byte[300 * M];
        alloc4 = new byte[500 * M];

    }

    public static void main(String[] args) {
        test();
    }

}

從結果可以看出，from和to都沒有佔用記憶體，而老年代則佔用了很多記憶體。

2.3 分析條件③

條件③是：如果在Survivor空間中相同年齡所有物件的大小的總和大於Survivor空間的一半，年齡大於等於該年齡的物件直接進入到老年代，而不需要等到引數-XX：MaxTenuringThreshold設定的年齡。

例項分析

/**
 * @ClassName Test_01
 * @Description 引數：-Xms2048M -Xmx2048M -Xmn1024M -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8 -XX:+UseSerialGC
 * @Author 歐陽思海
 * @Date 2019/12/3 16:00
 * @Version 1.0
 **/
public class Test_01 {

    private static final int M = 1024 * 1024;

    public static void test() {
        byte[] alloc1, alloc2, alloc3, alloc4;
        alloc1 = new byte[100 * M];
        alloc2 = new byte[100 * M];
        //分配alloc3之前，空間不夠，所以minor GC，接著分配alloc3=900M大於Survivor空間一半，直接到老年代。
        alloc3 = new byte[900 * M];
        
//        alloc4 = new byte[500 * M];

    }

    public static void main(String[] args) {
        test();
    }

}