跟我一起來研究Java内存管理

    先看下面这个小程序

/**
* 这个小程序作用是创建一个大约1MB的对象
* 以下参数为运行设置中的VM Arguments参数
* -verbose:gc
* -XX:+PrintGCDetails
* -Xms20M
* -Xmx20M
* -Xmn10M
* @author qianl
*
*/
public class Test {

public static int _1M = 1024 * 1024;

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
byte[] b1;
b1 = new byte[1 * _1M];
}

}


    先解释一下VM Arguments参数：

     * -verbose:gc ： 输出GC的详细信息

     * -XX:+PrintGCDetails ： 打印GC工作的内存变化详细信息

     * -Xms20M ： 堆最小值

     * -Xmx20M ： 堆最大值

     * -Xmn10M ： 分配给新生代区（后面将会讲解）的大小

     下面是运行后，控制台的输出：



    如果英文不好，看着费劲的，下面我照着翻译一下



    接下来，我们一起來分析一下

    在VM Arguments设置中，我们将堆总空间设置为20M，且不可扩展，其中10M分给新生代，剩余10M分给了老年代。可能有个疑问了，中间的 “PSOldGen total 10240K”，确实刚好有10M，可是，这一句 “PSYoungGen total 8960K, used 1485K”
，哪有10M。大家看这一句下面的信息，eden的7680K，from space的1280K，to space的1280K，这三个加起来，是不是刚好10240K = 10M呢。

    这里面有个细节，新生代大小，具体指的是一个eden区加上一个Survivor（就是上面的from space和to space）区。我们给新生代分配的10M，实际上是分给了三个区域，一个eden区和两个Survivor区，从数字可以看出，它们默认的分配比例为8：1：1，当然，可以手动设置的，感兴趣的可以自己查一下。所以上面中，新生代的total为8960K（eden：7680K，Survivor：1280K）。

PS ： 我在网上看了一下，对于Survivor还有另外一种解释，from spac
4000
e和to space共同构成Survivor区，eden和Survivor构成新生代区，如果这样，那么PSYoungGen（新生代区）就应该是10240K，但实际PSYoungGen只有8960K，它没算上to space区。至于那种好，各位因人而异吧。

    这里解释一下这三个区的区别：

* PSYoungGen ： 主要存放新生的对象

* PSOldGen ： 主要存放应用程序中生命周期长的对象

* PSPermGen ： 永久保存区，方法区（参见我的另外一篇《Java虚拟机内存管理》）的对象放置在此区域

    那么，Java虚拟机，是怎样安排放置对象到这些区域的呢？将上面的程序改一下：

/**
* 此程序创建了两个大约7M的对象
* 以下参数为运行设置中的VM Arguments参数
* -verbose:gc
* -XX:+PrintGCDetails
* -Xms20M
* -Xmx20M
* -Xmn10M
* @author qianl
*
*/
public class Test {

public static int _1M = 1024 * 1024;

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
byte[] b1,b2;
b1 = new byte[7 * _1M];
b2 = new byte[7 * _1M];
}

}


    控制台输出为：



    从控制台输出的信息，可以看出，当第一个对象b1创建了一个7M对象时，首先会考虑到新生代的eden区，如果空间够，就会放置在此，可以看出上面的eden差不多刚好放下7M的对象，使用率占了99%。

当下面的b2创建时，发现eden区域不够了，这是，Java虚拟机就会把对象放置到老年代区域中，从上面可以看到，PSOldGen使用率为70%。

    故，从这个实验，可以得出结论，对象优先在eden区存放，如果eden区域空间不够，就是放置在老年代区域中。如果两个都不够，将报错：java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

    下面，咱们來验证长期存活的对象，将进入老年代。

    什么才算是长期存货的对象呢？在Java虚拟机中，给每个对象定义了一个对象年龄计数器，如果对象在eden出生并经过GC后仍然存活，并能被Survivor容纳，被移动到Survivor空间中，那么它的年龄就加1.当年龄到一定程度（默认为15岁）时，就会被移到老年代中。其中，晋升年龄的年龄，可以通过 -XX:MaxTenuringThreshold 來设置，下面，我们通过设置它为1，來做这个实验。如下代码所示：

/**
* 以下参数为运行设置中的VM Arguments参数
* -verbose:gc
* -XX:+PrintGCDetails
* -Xms20M
* -Xmx20M
* -Xmn10M
* -XX:MaxTenuringThreshold=1
* @author qianl
*
*/
public class Test {

public static int _1M = 1024 * 1024;

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
byte[] b1,b2;
b1 = new byte[2 * _1M];
b2 = new byte[2 * _1M];
b2 = null;
System.gc(); //使b2其经过一次GC操作
b2 = new byte[2 * _1M]; //年龄长为1，将近入老年代区域
}

}


控制台输出：



    上述第一句Full GC...说明经过一次GC操作。

由控制台的信息，可以看到PSOldGen使用了2164K，这是由于我们将年龄判断值设为1，上面程序中，b2经过我们手动操作，年龄变为了1，于是移动到了老年代中。大家可以自己将-XX:MaxTenuringThreshold设置大些，或者不设置，看PSOldGen区域会不会被使用，本人已做过实验，证明是正确的，大家可以自己做一下。

     实际上，还有一种情况，Java虚拟机会动态判定对象年龄。

如果在Survivor空间中，相同年龄的所有对象大小总和，大于Survivor空间的一半，大于或等于这个年龄的对象，就可以直接进入老年代。这个，大家也可以自行下去做下实验验证。