內存管理與垃圾回收
發布時間：2024-05-03 點擊：138
本文主要是基于sun jdk 1.6 garbage collector（作者：畢玄）的整理與總結，原文請讀者在網上搜索。
1、java虛擬機運行時的數據區
2、常用的內存區域調節參數
-xms：初始堆大小，默認為物理內存的1/64(<1gb)；默認(minheapfreeratio參數可以調整)空余堆內存小于40%%u65f6，jvm就會增大堆直到-xmx的最大限制
-xmx：最大堆大小，默認(maxheapfreeratio參數可以調整)空余堆內存大于70%%u65f6，jvm會減少堆直到 -xms的最小限制
-xmn：新生代的內存空間大小，注意：此處的大小是（eden 2 survivor space)。與jmap -heap中顯示的new gen是不同的。整個堆大小=新生代大小 老生代大小 永久代大小。
在保證堆大小不變的情況下，增大新生代后,將會減小老生代大小。此值對系統性能影響較大,sun官方推薦配置為整個堆的3/8。
-xx:survivorratio：新生代中eden區域與survivor區域的容量比值，默認值為8。兩個survivor區與一個eden區的比值為2:8,一個survivor區占整個年輕代的1/10。
-xss： 每個線程的堆棧大小。jdk5.0以后每個線程堆棧大小為1m,以前每個線程堆棧大小為256k。應根據應用的線程所需內存大小進行適當調整。在相同物理 內存下,減小這個值能生成更多的線程。但是操作系統對一個進程內的線程數還是有限制的，不能無限生成，經驗值在3000~5000左右。一般小的應用， 如果棧不是很深， 應該是128k夠用的，大的應用建議使用256k。這個選項對性能影響比較大，需要嚴格的測試。和threadstacksize選項解釋很類似,官方文 檔似乎沒有解釋,在論壇中有這樣一句話:"-xss is translated in a vm flag named threadstacksize”一般設置這個值就可以了。
-xx:permsize：設置永久代(perm gen)初始值。默認值為物理內存的1/64。
-xx:maxpermsize：設置持久代最大值。物理內存的1/4。
3、內存分配方法
1）堆上分配 2）棧上分配 3）堆外分配（directbytebuffer或直接使用unsafe.allocatememory,但不推薦這種方式）
4、監控方法
1）系統程序運行時可通過jstat –gcutil來查看堆中各個內存區域的變化以及gc的工作狀態；
2）啟動時可添加-xx: printgcdetails –xloggc:<file>輸出到日志文件來查看gc的狀況；
3）jmap –heap可用于查看各個內存空間的大小；
5）斷代法可用gc匯總
一、新生代可用gc
1）串行gc(serial copying)：client模式下默認gc方式，也可通過-xx: useserialgc來強制指定；默認情況下 eden、s0、s1的大小通過-xx:survivorratio來控制，默認為8，含義
為eden:s0的比例，啟動后可通過jmap –heap [pid]來查看。
默認情況下，僅在tlab或eden上分配，只有兩種情況下會在老生代分配：
1、需要分配的內存大小超過eden space大小；
2、在配置了pretenuresizethreshold的情況下，對象大小大于此值。
默認情況下，觸發minor gc時：
之前minor gc晉級到old的平均大小 < 老生代的剩余空間 < eden from survivor的使用空間。當handlepromotionfailure為true，則僅觸發minor gc；如為false，則觸發full gc。
默認情況下，新生代對象晉升到老生代的規則：
1、經歷多次minor gc仍存活的對象，可通過以下參數來控制：以maxtenuringthreshold值為準，默認為15。
2、to space放不下的，直接放入老生代；
2）并行gc（parnew）：cms gc時默認采用，也可采用-xx: useparnewgc強制指定；垃圾回收的時候采用多線程的方式。
3）并行回收gc(parallel scavenge)：server模式下默認的gc方式，也可采用-xx: useparallelgc強制指定；eden、s0、s1的大小可通過-xx:survivorratio來控制，但默認情況下
以-xx:initialsurivivorratio為準，此值默認為8，代表的為新生代大小 : s0，這點要特別注意。
默認情況下，當tlab、eden上分配都失敗時，判斷需要分配的內存大小是否 >= eden space的一半大小，如是就直接在老生代上分配；
默認情況下的垃圾回收規則：
1、在回收前ps gc會先檢測之前每次ps gc時，晉升到老生代的平均大小是否大于老生代的剩余空間，如大于則直接觸發full gc；
2、在回收后，也會按照上面的規則進行檢測。
默認情況下的新生代對象晉升到老生代的規則：
1、經歷多次minor gc仍存活的對象，可通過以下參數來控制：alwaystenure，默認false，表示只要minor gc時存活，就晉升到老生代；nevertenure，默認false，表示永不晉升到老生代；上面兩個都沒設置的情冴下，如 useadaptivesizepolicy，啟動時以initialtenuringthreshold值作為存活次數的閾值，在每次ps gc后會動態調整，如不使用useadaptivesizepolicy，則以maxtenuringthreshold為準。
2、to space放不下的，直接放入老生代。
在回收后，如useadaptivesizepolicy，ps gc會根據運行狀態動態調整eden、to以及tenuringthreshold的大小。如果不希望動態調整可設置 -xx:-useadaptivesizepolicy。如希望跟蹤每次的變化情況，可在啟勱參數上增加： printadaptivesizepolicy。
二、老生代可用gc
1、串行gc(serial copying)：client方式下默認gc方式，可通過-xx: useserialgc強制指定。
觸發機制匯總：
1）old gen空間不足；
2）perm gen空間不足；
3）minor gc時的悲觀策略；
4）minor gc后在eden上分配內存仍然失敗；
5）執行heap dump時；
6）外部調用system.gc，可通過-xx: disableexplicitgc來禁止。
2、 并行回收gc(parallel scavenge)： server模式下默認gc方式，可通過-xx: useparallelgc強制指定； 并行的線程數為當cpu core<=8 ? cpu core : 3 (cpu core*5)/8或通過-xx:parallelgcthreads=x來強制指定。如scavengebeforefullgc為true（默認 值），則先執行minor gc。
3、并行compacting：可通過-xx: useparalleloldgc強制指定。
4、并發cms：可通過-xx: useconcmarksweepgc來強制指定。并發的線程數默認為:( 并行gc線程數 3)/4，也可通過parallelcmsthreads指定。
觸發機制：
1、當老生代空間的使用到達一定比率時觸發；
hotspot v 1.6中默認為65%%uff0c可通過printcmsinitiationstatistics（此參數在v 1.5中不能用）來查看這個值到底是多少；可通過cmsinitiatingoccupancyfraction來強制指定，默認值并不是賦值在了這個值 上，是根據如下公式計算出來的： ((100 – minheapfreeratio) (double)(cmstriggerratio * minheapfreeratio) / 100.0)/ 100.0; 其中,minheapfreeratio默認值： 40 cmstriggerratio默認值： 80。
2、當perm gen采用cms收集且空間使用到一定比率時觸發；
perm gen采用cms收集需設置：-xx: cmsclassunloadingenabled hotspot v 1.6中默認為65%%uff1b可通過cmsinitiatingpermoccupancyfraction來強制指定，同樣，它是根據如下公式計算出來的： ((100 – minheapfreeratio) (double)(cmstriggerpermratio* minheapfreeratio) / 100.0)/ 100.0; 其中，minheapfreeratio默認值： 40 cmstriggerpermratio默認值
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鏈路負載均衡其實可以這么做
1、java虛擬機運行時的數據區
2、常用的內存區域調節參數
-xms：初始堆大小，默認為物理內存的1/64(<1gb)；默認(minheapfreeratio參數可以調整)空余堆內存小于40%%u65f6，jvm就會增大堆直到-xmx的最大限制
-xmx：最大堆大小，默認(maxheapfreeratio參數可以調整)空余堆內存大于70%%u65f6，jvm會減少堆直到 -xms的最小限制
-xmn：新生代的內存空間大小，注意：此處的大小是（eden 2 survivor space)。與jmap -heap中顯示的new gen是不同的。整個堆大小=新生代大小 老生代大小 永久代大小。
在保證堆大小不變的情況下，增大新生代后,將會減小老生代大小。此值對系統性能影響較大,sun官方推薦配置為整個堆的3/8。
-xx:survivorratio：新生代中eden區域與survivor區域的容量比值，默認值為8。兩個survivor區與一個eden區的比值為2:8,一個survivor區占整個年輕代的1/10。
-xss： 每個線程的堆棧大小。jdk5.0以后每個線程堆棧大小為1m,以前每個線程堆棧大小為256k。應根據應用的線程所需內存大小進行適當調整。在相同物理 內存下,減小這個值能生成更多的線程。但是操作系統對一個進程內的線程數還是有限制的，不能無限生成，經驗值在3000~5000左右。一般小的應用， 如果棧不是很深， 應該是128k夠用的，大的應用建議使用256k。這個選項對性能影響比較大，需要嚴格的測試。和threadstacksize選項解釋很類似,官方文 檔似乎沒有解釋,在論壇中有這樣一句話:"-xss is translated in a vm flag named threadstacksize”一般設置這個值就可以了。
-xx:permsize：設置永久代(perm gen)初始值。默認值為物理內存的1/64。
-xx:maxpermsize：設置持久代最大值。物理內存的1/4。
3、內存分配方法
1）堆上分配 2）棧上分配 3）堆外分配（directbytebuffer或直接使用unsafe.allocatememory,但不推薦這種方式）
4、監控方法
1）系統程序運行時可通過jstat –gcutil來查看堆中各個內存區域的變化以及gc的工作狀態；
2）啟動時可添加-xx: printgcdetails –xloggc:<file>輸出到日志文件來查看gc的狀況；
3）jmap –heap可用于查看各個內存空間的大小；
5）斷代法可用gc匯總
一、新生代可用gc
1）串行gc(serial copying)：client模式下默認gc方式，也可通過-xx: useserialgc來強制指定；默認情況下 eden、s0、s1的大小通過-xx:survivorratio來控制，默認為8，含義
為eden:s0的比例，啟動后可通過jmap –heap [pid]來查看。
默認情況下，僅在tlab或eden上分配，只有兩種情況下會在老生代分配：
1、需要分配的內存大小超過eden space大小；
2、在配置了pretenuresizethreshold的情況下，對象大小大于此值。
默認情況下，觸發minor gc時：
之前minor gc晉級到old的平均大小 < 老生代的剩余空間 < eden from survivor的使用空間。當handlepromotionfailure為true，則僅觸發minor gc；如為false，則觸發full gc。
默認情況下，新生代對象晉升到老生代的規則：
1、經歷多次minor gc仍存活的對象，可通過以下參數來控制：以maxtenuringthreshold值為準，默認為15。
2、to space放不下的，直接放入老生代；
2）并行gc（parnew）：cms gc時默認采用，也可采用-xx: useparnewgc強制指定；垃圾回收的時候采用多線程的方式。
3）并行回收gc(parallel scavenge)：server模式下默認的gc方式，也可采用-xx: useparallelgc強制指定；eden、s0、s1的大小可通過-xx:survivorratio來控制，但默認情況下
以-xx:initialsurivivorratio為準，此值默認為8，代表的為新生代大小 : s0，這點要特別注意。
默認情況下，當tlab、eden上分配都失敗時，判斷需要分配的內存大小是否 >= eden space的一半大小，如是就直接在老生代上分配；
默認情況下的垃圾回收規則：
1、在回收前ps gc會先檢測之前每次ps gc時，晉升到老生代的平均大小是否大于老生代的剩余空間，如大于則直接觸發full gc；
2、在回收后，也會按照上面的規則進行檢測。
默認情況下的新生代對象晉升到老生代的規則：
1、經歷多次minor gc仍存活的對象，可通過以下參數來控制：alwaystenure，默認false，表示只要minor gc時存活，就晉升到老生代；nevertenure，默認false，表示永不晉升到老生代；上面兩個都沒設置的情冴下，如 useadaptivesizepolicy，啟動時以initialtenuringthreshold值作為存活次數的閾值，在每次ps gc后會動態調整，如不使用useadaptivesizepolicy，則以maxtenuringthreshold為準。
2、to space放不下的，直接放入老生代。
在回收后，如useadaptivesizepolicy，ps gc會根據運行狀態動態調整eden、to以及tenuringthreshold的大小。如果不希望動態調整可設置 -xx:-useadaptivesizepolicy。如希望跟蹤每次的變化情況，可在啟勱參數上增加： printadaptivesizepolicy。
二、老生代可用gc
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1）old gen空間不足；
2）perm gen空間不足；
3）minor gc時的悲觀策略；
4）minor gc后在eden上分配內存仍然失敗；
5）執行heap dump時；
6）外部調用system.gc，可通過-xx: disableexplicitgc來禁止。
2、 并行回收gc(parallel scavenge)： server模式下默認gc方式，可通過-xx: useparallelgc強制指定； 并行的線程數為當cpu core<=8 ? cpu core : 3 (cpu core*5)/8或通過-xx:parallelgcthreads=x來強制指定。如scavengebeforefullgc為true（默認 值），則先執行minor gc。
3、并行compacting：可通過-xx: useparalleloldgc強制指定。
4、并發cms：可通過-xx: useconcmarksweepgc來強制指定。并發的線程數默認為:( 并行gc線程數 3)/4，也可通過parallelcmsthreads指定。
觸發機制：
1、當老生代空間的使用到達一定比率時觸發；
hotspot v 1.6中默認為65%%uff0c可通過printcmsinitiationstatistics（此參數在v 1.5中不能用）來查看這個值到底是多少；可通過cmsinitiatingoccupancyfraction來強制指定，默認值并不是賦值在了這個值 上，是根據如下公式計算出來的： ((100 – minheapfreeratio) (double)(cmstriggerratio * minheapfreeratio) / 100.0)/ 100.0; 其中,minheapfreeratio默認值： 40 cmstriggerratio默認值： 80。
2、當perm gen采用cms收集且空間使用到一定比率時觸發；
perm gen采用cms收集需設置：-xx: cmsclassunloadingenabled hotspot v 1.6中默認為65%%uff1b可通過cmsinitiatingpermoccupancyfraction來強制指定，同樣，它是根據如下公式計算出來的： ((100 – minheapfreeratio) (double)(cmstriggerpermratio* minheapfreeratio) / 100.0)/ 100.0; 其中，minheapfreeratio默認值： 40 cmstriggerpermratio默認值
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