JVM内存分配与回收分析

　　java虚拟机的自动化内存可以归结为自动化解决了两个问题，一个是内存分配，一个是内存回收。了解虚拟机的分配与回收机制，能让我们对项目的把控更加有力，尤其是对性能调优时，

各个参数的设置可能会有意想不到的效果。本文结合事例分析各种场景的回收。

　　堆内存区域（不包括永久代）种类：1,eden space(属于新生代-new generation)

　　　　　　　　　　2,survivor space(属于新生代-new generation)

　　　　　　　　　　3,tenured generation(年老代）

　　首先解释下各参数的含义。我们可以通过run -> run configuration 中选择argument 中的VM arguments来输入参数调节个参数值。

　　　　-Xms20m : 代表给堆分配20m的初始内存

　　　　-Xmx50m : 代表堆的最大分配内存为50m

　　　　-Xmn10m : 代表给新生代(new generation)分配10m的内存

　　　　-Xss128k:每个线程最大堆栈内存

　　     -XX:PermSize=10M : 给永久代分配10M内存

　　　　-XX:MaxPermSize=100M:永久代最大内存为100M

           -XX:MaxDirectMemorySize=10M:直接内存最大为10M

           -XX:+PrintGCDetails:控制台输出GC信息

　　　　-XX:SurvivorRatio=8:新生代(new generation)中eden区与survivor区分配的比例为8：1

 　　 　-XX:PretenureSizeThreshold=2m:对象内存大小超过这个直接放入年老区(tenured generation)

　　　  -XX:MaxTenuringThreshold=3:代表对象在三次后即第四次GC会进入年老区(tenured generation)

　　分配策略一：对象优先在eden中分配 

　　　　配置信息：-Xmx20m -Xms20m -Xmn10m -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8

　　　　代码：

public class Allocation {
    
    public static final int _1MB = 1024*1024;
    public static void main(String[]args)
    {
        byte[] allocation1,allocation2,allocation3,allocation4,allocation5;
        
        allocation1 = new byte[4*_1MB];
    }
}

　　执行结果：

Heap
 def new generation   total 9216K, used 4831K [0x331d0000, 0x33bd0000, 0x33bd0000)
  eden space 8192K,  58% used [0x331d0000, 0x33687fd0, 0x339d0000)
  from space 1024K,   0% used [0x339d0000, 0x339d0000, 0x33ad0000)
  to   space 1024K,   0% used [0x33ad0000, 0x33ad0000, 0x33bd0000)
 tenured generation   total 10240K, used 0K [0x33bd0000, 0x345d0000, 0x345d0000)
   the space 10240K,   0% used [0x33bd0000, 0x33bd0000, 0x33bd0200, 0x345d0000)
 compacting perm gen  total 12288K, used 145K [0x345d0000, 0x351d0000, 0x385d0000)
   the space 12288K,   1% used [0x345d0000, 0x345f4468, 0x345f4600, 0x351d0000)
    ro space 10240K,  42% used [0x385d0000, 0x38a14240, 0x38a14400, 0x38fd0000)
    rw space 12288K,  54% used [0x38fd0000, 0x39654d58, 0x39654e00, 0x39bd0000)

　　我们逐行分析，第二行：显示了，我们给新生代分配了9216K内存(这个由于XX:SurvivorRatio参数不同，会有小幅变动，总体接近10M)

　　　　　　　第三行：显示了eden代分配了8912k，并且58%被使用，这个就是程序中新加入的对象放到了新生代中，刚好是4M

　　　　　　　第四行，第五行，两个值默认是一样，是指survivor区的大小，8192：1024刚好是XX:SurvivorRatio=8的8：1

                   第六行：年老代，10240k，总共分配了20M的堆，新生代占了10M,那么年老代就是10M

　　　　　　 后面的则是永久代信息，这边暂不讨论。

　　从上面的代码，执行结果，以及分析中，我们能看出最初的对象是分配在eden space中的。

　　当然如果eden满了，则会分配到suvivor space 和tenured generation 中，如：

public class Allocation {
    
    public static final int _1MB = 1024*1024;
    public static void main(String[]args)
    {
        byte[] allocation1,allocation2,allocation3,allocation4,allocation5;
        
        allocation1 = new byte[2*_1MB];
        allocation2 = new byte[2*_1MB];
        allocation3 = new byte[2*_1MB];
        //第四次分配不足，出发gc
        allocation4 = new byte[4*_1MB];
    }
}

执行结果：

[GC [DefNew: 6716K->378K(9216K), 0.0038688 secs] 6716K->6522K(19456K), 0.0038989 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
Heap
 def new generation   total 9216K, used 4802K [0x331d0000, 0x33bd0000, 0x33bd0000)
  eden space 8192K,  54% used [0x331d0000, 0x33621fa0, 0x339d0000)
  from space 1024K,  36% used [0x33ad0000, 0x33b2e940, 0x33bd0000)
  to   space 1024K,   0% used [0x339d0000, 0x339d0000, 0x33ad0000)
 tenured generation   total 10240K, used 6144K [0x33bd0000, 0x345d0000, 0x345d0000)
   the space 10240K,  60% used [0x33bd0000, 0x341d0030, 0x341d0200, 0x345d0000)
 compacting perm gen  total 12288K, used 145K [0x345d0000, 0x351d0000, 0x385d0000)
   the space 12288K,   1% used [0x345d0000, 0x345f44a0, 0x345f4600, 0x351d0000)
    ro space 10240K,  42% used [0x385d0000, 0x38a14240, 0x38a14400, 0x38fd0000)
    rw space 12288K,  54% used [0x38fd0000, 0x39654d58, 0x39654e00, 0x39bd0000)

　　经历了一次GC，信息中显示了各个内存区域的使用情况

　　分配策略二:大对象直接进入老年代

　　　　配置信息：-Xmx20m -Xms20m -Xmn10m -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8 -XX:PretenureSizeThreshold=3m

　　　　代码：

public class Allocation {
    
    public static final int _1MB = 1024*1024;
    public static void main(String[]args)
    {
        byte[] allocation1,allocation2,allocation3,allocation4,allocation5;
        
        allocation4 = new byte[4*_1MB];
    }
}

　　执行结果：

Heap
 def new generation   total 9216K, used 735K [0x331d0000, 0x33bd0000, 0x33bd0000)
  eden space 8192K,   8% used [0x331d0000, 0x33287fc0, 0x339d0000)
  from space 1024K,   0% used [0x339d0000, 0x339d0000, 0x33ad0000)
  to   space 1024K,   0% used [0x33ad0000, 0x33ad0000, 0x33bd0000)
 tenured generation   total 10240K, used 4096K [0x33bd0000, 0x345d0000, 0x345d0000)
   the space 10240K,  40% used [0x33bd0000, 0x33fd0010, 0x33fd0200, 0x345d0000)
 compacting perm gen  total 12288K, used 145K [0x345d0000, 0x351d0000, 0x385d0000)
   the space 12288K,   1% used [0x345d0000, 0x345f4468, 0x345f4600, 0x351d0000)
    ro space 10240K,  42% used [0x385d0000, 0x38a14240, 0x38a14400, 0x38fd0000)
    rw space 12288K,  54% used [0x38fd0000, 0x39654d58, 0x39654e00, 0x39bd0000)

　　　从结果中可以看出来，eden space，survivor都未分配内存，而tenured generation 则分配了4096k,即4M大小超过了XX:PretenureSizeThreshold=3M限制，直接进入老年代

　　分配策略三：长期存活的对象将进入年老代

　　　　jvm在管理内存时，会把存活时间长的对象放入年老代，没经历一次GC存活下来的的对象，他的age加1，

　　　　参数：-Xmx20m -Xms20m -Xmn10m -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8 -XX:MaxTenuringThreshold=1

　　　　代码：

public class Allocation {
    
    public static final int _1MB = 1024*1024;
    public static void main(String[]args)
    {
        byte[] allocation1,allocation2,allocation3,allocation4,allocation5;
        
        allocation1 = new byte[1*_1MB/4];
        allocation2 = new byte[4*_1MB];
        allocation3 = new byte[4*_1MB];
        allocation3 = null;
        allocation3 = new byte[4*_1MB];
    }
}

　　　　执行结果：

[GC [DefNew: 4924K->633K(9216K), 0.0030944 secs] 4924K->4729K(19456K), 0.0031222 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
[GC [DefNew: 4893K->0K(9216K), 0.0009591 secs] 8989K->4729K(19456K), 0.0009776 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
Heap
 def new generation   total 9216K, used 4260K [0x331d0000, 0x33bd0000, 0x33bd0000)
  eden space 8192K,  52% used [0x331d0000, 0x335f8fd8, 0x339d0000)
  from space 1024K,   0% used [0x339d0000, 0x339d0088, 0x33ad0000)
  to   space 1024K,   0% used [0x33ad0000, 0x33ad0000, 0x33bd0000)
 tenured generation   total 10240K, used 4729K [0x33bd0000, 0x345d0000, 0x345d0000)
   the space 10240K,  46% used [0x33bd0000, 0x3406e6d0, 0x3406e800, 0x345d0000)
 compacting perm gen  total 12288K, used 144K [0x345d0000, 0x351d0000, 0x385d0000)
   the space 12288K,   1% used [0x345d0000, 0x345f4270, 0x345f4400, 0x351d0000)
    ro space 10240K,  42% used [0x385d0000, 0x38a14240, 0x38a14400, 0x38fd0000)
    rw space 12288K,  54% used [0x38fd0000, 0x39654d58, 0x39654e00, 0x39bd0000)

　　　　从上面中，我能看到，在第二次GC中，第二行 [DefNew: 4893K->0K(9216K) 新生代全部清为0，都放到年老代中去了，因为他们的age已经为2，超过-XX:MaxTenuringThreshold=1的限制。

 　　当然GC的内存分配与回收策略有很多中，而且对于不同的GC回收器，回收机制也不一定一样，上面讲的三种回收机制，使用较广泛，我们可以在eclipse等ide工具中实践。通过不断的调

节与实践，会使自己对GC以及JVM更加了解。后边会更新更详细的内存分配机制与JVM原理，请关注。