堆上的GC

JVM在进行GC时，并非每次都对上面三个内存区域一起回收的，大部分时候回收的都是指新生代。

性能调优主要就是减少GC，GC线程执行引发STW会让用户线程停止，阻碍了用户线程的执行，并且majorGC和fullGC阻碍的时间是minorGC的10倍。

针对Hotspot VM的实现，它里面的GC按照回收区域又分为两大种类型：一种是部分收集（Partial GC），一种是整堆收集（FullGC）

部分收集：不是完整收集整个Java堆的垃圾收集。其中又分为：

新生代收集（Minor GC / Young GC）：只是新生代的垃圾收集

老年代收集（Major GC / Old GC）：只是老年代的圾收集。

目前，只有CMSGC会有单独收集老年代的行为。

注意，很多时候Major GC会和Full GC混淆使用，需要具体分辨是老年代回收还是整堆回收

混合收集（MixedGC）：收集整个新生代以及部分老年代的垃圾收集。

目前，只有G1 GC会有这种行为

整堆收集（Full GC）：收集整个java堆和方法区的垃圾收集。

年轻代GC（Minor GC）触发机制

• 当年轻代空间不足时，就会触发MinorGC，这里的年轻代满指的是Eden代满，Survivor满不会引发GC。（每次Minor GC会清理年轻代的内存。）

• 因为Java对象大多都具备朝生夕灭的特性.，所以Minor GC非常频繁，一般回收速度也比较快。这一定义既清晰又易于理解。

• Minor GC会引发STW，暂停其它用户的线程，等垃圾回收结束，用户线程才恢复运行

老年代GC（Major GC / Full GC）触发机制 

• 指发生在老年代的GC，对象从老年代消失时，我们说 “Major GC” 或 “Full GC” 发生了

• 出现了Major Gc，经常会伴随至少一次的Minor GC（但非绝对的，在Paralle1 Scavenge收集器的收集策略里就有直接进行MajorGC的策略选择过程）
• 也就是在老年代空间不足时，会先尝试触发Minor Gc。如果之后空间还不足，则触发Major GC

• Major GC的速度一般会比Minor GC慢10倍以上，STW的时间更长
• 如果Major GC后，内存还不足，就报OOM了

 Full GC触发机制

触发Full GC执行的情况有如下五种：

调用System.gc()时，系统建议执行Full GC，但是不必然执行

老年代空间不足

方法区空间不足

通过Minor GC后进入老年代的平均大小大于老年代的可用内存

由Eden区、survivor space0（From Space）区向survivor space1（To Space）区复制时，对象大小大于To Space可用内存，则把该对象转存到老年代，且老年代的可用内存小于该对象大小

说明：Full GC 是开发或调优中尽量要避免的。这样暂时时间会短一些 

堆空间分代思想

为什么要把Java堆分代？不分代就不能正常工作了吗？

经研究，不同对象的生命周期不同。70%-99%的对象是临时对象。

• 新生代：有Eden、两块大小相同的survivor（又称为from/to，s0/s1）构成，to总为空。

• 老年代：存放新生代中经历多次GC仍然存活的对象。

 其实不分代完全可以，分代的唯一理由就是优化GC性能。如果没有分代，那所有的对象都在一块，就如同把一个学校的人都关在一个教室。GC的时候要找到哪些对象没用，这样就会对堆的所有区域进行扫描。而很多对象都是朝生夕死的，如果分代的话，把新创建的对象放到某一地方，当GC的时候先把这块存储“朝生夕死”对象的区域进行回收，这样就会腾出很大的空间出来。

内存分配策略 

如果对象在Eden出生并经过第一次Minor GC后仍然存活，并且能被Survivor容纳的话，将被移动到survivor空间中，并将对象年龄设为1。对象在survivor区中每熬过一次MinorGC，年龄就增加1岁，当它的年龄增加到一定程度（默认为15岁，其实每个JVM、每个GC都有所不同）时，就会被晋升到老年代

对象晋升老年代的年龄阀值，可以通过选项-XX:MaxTenuringThreshold来设置

针对不同年龄段的对象分配原则如下所示：

• 优先分配到Eden

• 大对象直接分配到老年代（尽量避免程序中出现过多的大对象）

• 长期存活的对象分配到老年代

• 动态对象年龄判断：如果survivor区中相同年龄的所有对象大小的总和大于Survivor空间的一半，年龄大于或等于该年龄的对象可以直接进入老年代，无须等到MaxTenuringThreshold中要求的年龄。

• 空间分配担保： -XX:HandlePromotionFailure

-XX:+PrintFlagsInitial  //查看所有的参数的默认初始值
-XX:+PrintFlagsFinal  //查看所有的参数的最终值（可能会存在修改，不再是初始值）
-Xms  //初始堆空间内存（默认为物理内存的1/64）
-Xmx  //最大堆空间内存（默认为物理内存的1/4）
-Xmn  //设置新生代的大小。（初始值及最大值）
-XX:NewRatio  //配置新生代与老年代在堆结构的占比
-XX:SurvivorRatio  //设置新生代中Eden和S0/S1空间的比例
-XX:MaxTenuringThreshold  //设置新生代垃圾的最大年龄
-XX:+PrintGCDetails //输出详细的GC处理日志
//打印gc简要信息：①-Xx：+PrintGC ② - verbose:gc
-XX:HandlePromotionFalilure：//是否设置空间分配担保 

在发生Minor GC之前，虚拟机会检查老年代最大可用的连续空间是否大于新生代所有对象的总空间。

• 如果大于，则此次Minor GC是安全的

• 如果小于，则虚拟机会查看-XX:HandlePromotionFailure设置值是否允担保失败。

• • 如果HandlePromotionFailure=true，那么会继续检查老年代最大可用连续空间是否大于历次晋升到老年代的对象的平均大小。

  如果大于，则尝试进行一次Minor GC，但这次Minor GC依然是有风险的；

  如果小于，则改为进行一次Full GC。

• 如果HandlePromotionFailure=false，则改为进行一次Full Gc。

在JDK6 Update24之后，HandlePromotionFailure参数不会再影响到虚拟机的空间分配担保策略，观察openJDK中的源码变化，虽然源码中还定义了HandlePromotionFailure参数，但是在代码中已经不会再使用它。JDK6 Update 24之后的规则变为只要老年代的连续空间大于新生代对象总大小或者历次晋升的平均大小就会进行Minor GC，否则将进行FullGC。