-
深入理解Java虛擬機
1. 輸出GC日志
通過閱讀GC日志，我們可以了解Java虛擬機內(nèi)存分配與回收策略。
先來看一個簡單的示例，通過設置VM參數(shù)"XX:+PrintGCDetails"就可以打印出GC日志
zhanghuamaodeMacBook-Pro:java zhanghuamao$ java -XX:+PrintGCDetails TestClass
hello
Heap
PSYoungGen total 76288K, used 3932K [0x000000076ab00000, 0x0000000770000000, 0x00000007c0000000)
eden space 65536K, 6% used [0x000000076ab00000,0x000000076aed7240,0x000000076eb00000)
from space 10752K, 0% used [0x000000076f580000,0x000000076f580000,0x0000000770000000)
to space 10752K, 0% used [0x000000076eb00000,0x000000076eb00000,0x000000076f580000)
ParOldGen total 175104K, used 0K [0x00000006c0000000, 0x00000006cab00000, 0x000000076ab00000)
object space 175104K, 0% used [0x00000006c0000000,0x00000006c0000000,0x00000006cab00000)
Metaspace used 2630K, capacity 4486K, committed 4864K, reserved 1056768K
class space used 286K, capacity 386K, committed 512K, reserved 1048576K
PSYoungGen
PS是Parallel Scavenge收集器的縮寫，它配套的新生代稱為PSYoungGen，新生代又分化eden space、from space和to space這三部分** ParOldGen**
Parallel Scavenge收集器配套的老年代Metaspace
Parallel Scavenge收集器配套的永久代total & used
總的空間和用掉的空間
2. GC日志分析
2.1 新生代Minor GC
先來回顧下垃圾回收算法，通常新生代按照8:1:1(eden space + survivor from space + survivor to space)進行內(nèi)存劃分，新生產(chǎn)的對象會被放到eden space，當eden內(nèi)存不足時，就會將存活對象移動到survivor區(qū)域，如果survivor空間也不夠時，就需要從老年代中進行分配擔保，將存活的對象移動老年代，這就是一次Minor GC的過程。
1. 示例代碼
- code
/**
* VM agrs: -verbose:gc -Xms20M -Xmx20M -Xmn10M -XX:+PrintGCDetails
* -XX:SurvivorRatio=8 -XX:+UseSerialGC
*/
public class MinorGCTest {
private static final int _1MB = 1024 * 1024;
public static void testAllocation() {
byte[] allocation1, allocation2, allocation3, allocation4;
allocation1 = new byte[2 * _1MB];
allocation2 = new byte[2 * _1MB];
allocation3 = new byte[2 * _1MB];
allocation4 = new byte[4 * _1MB];
}
public static void main(String[] agrs) {
testAllocation();
}
}
- VM參數(shù)說明
| Option | Description |
|---|---|
| -verbose:gc | 顯示GC的操作內(nèi)容 |
| -Xms20M -Xmx20M | 設置堆大小為20M |
| -Xmn10M | 設置新生代的內(nèi)存空間大小為10M |
| -XX:+PrintGCDetails | 打印GC中的變化 |
| -XX:SurvivorRatio=8 | 新生代中Eden區(qū)域與Survivor區(qū)域的大小比值 |
| -XX:+UseSerialGC | 在新生代和老年代中使用串行收集器，由于-verbose:gc參數(shù)對Parallel Scavenge收集器不起作用，無法顯示顯示GC的操作內(nèi)容，因此采用串行收集器 |
- 示例代碼說明
- 該段代碼一共創(chuàng)建了4個數(shù)組對象，在給allocation4分配空間前的內(nèi)存空間使用情況如下：
- 需要執(zhí)行一次MinorGC才能給allocation4分配空間，分配成功以后內(nèi)存空間使用情況如下：
2. GC日志
[GC [DefNew ... ...]
GC日志開頭的信息通過設置-verbose:gc參數(shù)后才能輸出。
"[GC"和"[Full GC"說明這次垃圾收集的停頓類型，如果這次GC發(fā)生了Stop-The-World，則為"[Full GC"，否則為"[GC"
"[DefNew "表示GC發(fā)生的區(qū)域為Serial收集器的新生代中，DefNew是"Default New Generation"的縮寫。Serial收集器的老年代和永久代分別表示為"Tenured"、"Perm"
** eden space 8192K, 52% used**
新生代的Eden區(qū)總共大小為8MB，使用掉的4MB是用來存放allocation4對象
tenured generation total 10240K, used 6144K
老年代大小為10MB，使用掉的6MB是用來存放allocation1、allocation2和allocation3這3個對象
2.2 大對象直接進入老年代
1. 示例代碼
- code
/**
* VM agrs: -verbose:gc -Xms20M -Xmx20M -Xmn10M -XX:+PrintGCDetails
* -XX:SurvivorRatio=8 -XX:+UseSerialGC
* -XX:PretenureSizeThreshold=3145728
*/
public class TestClass2 {
private static final int _1MB = 1024 * 1024;
public static void testPretenureSizeThreshold() {
byte[] allocation;
allocation = new byte[4 * _1MB];
}
/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
testPretenureSizeThreshold();
}
}
- VM參數(shù)說明
| Option | Description |
|---|---|
| -XX:PretenureSizeThreshold=3145728 | 所占用內(nèi)存大于該值的對象直接分配到老年代，3145728為3MB |
-
示例代碼說明
該段代碼創(chuàng)建了一個數(shù)組對象allocation，大小為4MB，已經(jīng)超出PretenureSizeThreshold設置的范圍，該對象將直接被分配到老年代中。
2. GC日志
-
tenured generation total 10240K, used 4096K
老年代大小為10MB，用掉的4MB用來存放allocation對象
2.3 長期存活的對象進入老年代
1. 示例代碼
- code
/**
* VM agrs: -verbose:gc -Xms20M -Xmx20M -Xmn10M -XX:+PrintGCDetails
* -XX:SurvivorRatio=8 -XX:+UseSerialGC -XX:MaxTenuringThreshold=1
*/
public class TestClass3 {
private static final int _1MB = 1024 * 1024;
public static void testTenuringThreshold() {
byte[] allocation1, allocation2, allocation3;
allocation1 = new byte[_1MB / 4];
allocation2 = new byte[4 * _1MB];
allocation3 = new byte[4 * _1MB];
allocation3 = null;
allocation3 = new byte[4 * _1MB];
}
public static void main(String[] agrs) {
testTenuringThreshold();
}
}
- VM參數(shù)說明
| Option | Description |
|---|---|
| -XX:MaxTenuringThreshold=1 | 對象晉升為老年代的年齡閥值為1 |
-
示例代碼說明
該段代碼創(chuàng)建了3個數(shù)組對象，當執(zhí)行到"allocation3 = new byte[4 * _1MB]; "時，Eden已經(jīng)被占用了256KB + 4MB，而創(chuàng)建allocation3需要4MB，已經(jīng)超過Eden的大小8MB，需要先發(fā)生一次MinorGC，才能保證有空間存放allocation3
2. GC日志
設置參數(shù)為MaxTenuringThreshold=1的運行結(jié)果
由GC日志開頭的兩句"[GC [DefNew"可知，該段代碼一共發(fā)生了2次GC，第一次是"allocation3 = new byte[4 * _1MB]; "，第二次是執(zhí)行allocation3 = null時
allocation1在經(jīng)過第一次GC時，對象年齡變成了1，由于設置的MaxTenuringThreshold=1，當發(fā)生第二次GC時，allocation1的年齡已經(jīng)超出了設置的閥值，allocation1進入到老年代，因此，新生代的from space使用空間為0，對應GC語句為from space 1024K, 0% used
- 設置參數(shù)為MaxTenuringThreshold=15的運行結(jié)果
由于設置的MaxTenuringThreshold=15，發(fā)生第二次GC時，allocation1的年齡沒有超出設置的閥值，因此，新生代的from space使用空間不為0，對應GC語句為from space 1024K, 44% used
3. 參考
- 深入理解Java虛擬機：JVM高級特性與最佳實踐（第2版）
