最简单例子图解JVM内存分配和回收

一、简介

JVM采用分代垃圾回收。在JVM的内存空间中把堆空间分为年老代和年轻代。将大量（据说是90%以上）创建了没多久就会消亡的对象存储在年轻代，而年老代中存放生命周期长久的实例对象。年轻代中又被分为Eden区(圣经中的伊甸园)、和两个Survivor区。新的对象分配是首先放在Eden区，Survivor区作为Eden区和Old区的缓冲，在Survivor区的对象经历若干次收集仍然存活的，就会被转移到年老区。



简单讲，就是生命期短的对象放在一起，将少数生命期长的对象放在一起，分别采用不同的回收策略。生命期短的对象回收频率比较高，生命期长的对象采用比较低回收频率，生命期短的对象被尝试回收几次发现还存活，则被移到另外一个地方去存起来。就像现在夏天了，勤劳的douma把doudou和douba常穿的衣服放在顺手的地方，把冬天的衣服打包放在柜子另一个地方。虽然把doudou的小衣服类比成虚拟机里的对象有点不合适，大致意思应该就是这样。



本文中通过最简单的一个例子来demo下这个过程，代码很短，很简单，希望剖析的细一点，包括每一步操作后对象的分配和回收对内存堆产生的影响。设定上包括对堆中年轻代（年轻代中eden区和survivor区）、年老代大小的设定，以及设置阈值控制年轻代到年老代的晋升。

二、示例代码

下面是最简单的代码，通过代码的每一步的执行来剖析其中的规则。

package com.idouba.jvm.demo;

/**
* @author idouba
* Use shortest code demo jvm allocation, gc, and someting in gc.
*
* In details
* 1) sizing of young generation (eden space，survivor space),old generation.
* 2) allocation in eden space, gc in young generation,
* 3) working with survivor space and with old generation.
*
*/
public class SimpleJVMArg {

/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args)
{
demo();
}

/**
* VM arg：-verbose:gc -Xms200M -Xmx200M -Xmn100M -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8 -XX:MaxTenuringThreshold=1 -XX:+PrintTenuringDistribution
*
*/
@SuppressWarnings("unused")
public static void demo() {

final int tenMB = 10* 1024 * 1024;

byte[] alloc1, alloc2, alloc3;

alloc1 = new byte[tenMB / 5];
alloc2 = new byte[5 * tenMB];
alloc3 = new byte[4 * tenMB];
alloc3 = null;
alloc3 = new byte[6 * tenMB];
}
}

三、执行输出

通过jvm 参数设定几个区域的大小，结合代码执行可以观察到对象在堆上分配和回收的过程。执行参数如下：

-verbose:gc -Xms200M -Xmx200M -Xmn100M -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8 -XX:+PrintTenuringDistribution

通过设这-Xms200M -Xmx200M 设置Java堆大小为200M，不可扩展，-Xmn100M设置其中100M分配给新生代，则200-100=100M，即剩下的100M分配给老年代。-XX:SurvivorRatio=8设置了新生代中eden与survivor的空间比例是1：8。

执行上述代码结果如下：

[GC [DefNew
Desired survivor size 5242880 bytes, new threshold 15 (max 15)
- age   1:    2237152 bytes,    2237152 total
: 54886K->2184K(92160K), 0.0508477 secs] 54886K->53384K(194560K), 0.0508847 secs] [Times: user=0.03 sys=0.03, real=0.06 secs]
[GC [DefNew
Desired survivor size 5242880 bytes, new threshold 15 (max 15)
- age   2:    2237008 bytes,    2237008 total
: 43144K->2184K(92160K), 0.0028660 secs] 94344K->53384K(194560K), 0.0028957 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
Heap
def new generation   total 92160K, used 65263K [0x1a1d0000, 0x205d0000, 0x205d0000)
eden space 81920K,  77% used [0x1a1d0000, 0x1df69a10, 0x1f1d0000)
from space 10240K,  21% used [0x1f1d0000, 0x1f3f2250, 0x1fbd0000)
to   space 10240K,   0% used [0x1fbd0000, 0x1fbd0000, 0x205d0000)
tenured generation   total 102400K, used 51200K [0x205d0000, 0x269d0000, 0x269d0000)
the space 102400K,  50% used [0x205d0000, 0x237d0010, 0x237d0200, 0x269d0000)
compacting perm gen  total 12288K, used 360K