Java 的記憶體回收機制

先看一段轉載，原文出自 http://jefferent.iteye.com/blog/1123677

虛擬機器中的共劃分為三個代：年輕代（Young Generation）、年老點（Old Generation）和持久代（Permanent Generation）。其中持久代主要存放的是Java類的類資訊，與垃圾收集要收集的Java對象關係不大。年輕代和年老代的劃分是對垃圾收集影響比較大的。

　　年輕代:

　　所有新產生的對象首先都是放在年輕代的。年輕代的目標就是儘可能快速的收集掉那些生命週期短的對象。年輕代分三個區。一個Eden區，兩個 Survivor區(一般而言)。大部分對象在Eden區中產生。當Eden區滿時，還存活的對象將被複製到Survivor區（兩個中的一個），當這個 Survivor區滿時，此區的存活對象將被複製到另外一個Survivor區，當這個Survivor去也滿了的時候，從第一個Survivor區複製過來的並且此時還存活的對象，將被複製“年老區(Tenured)”。需要注意，Survivor的兩個區是對稱的，沒先後關係，所以同一個區中可能同時存在從Eden複製過來對象，和從前一個Survivor複製過來的對象，而複製到年老區的只有從第一個Survivor去過來的對象。而且，Survivor區總有一個是空的。同時，根據程式需要，Survivor區是可以配置為多個的（多於兩個），這樣可以增加對象在年輕代中的存在時間，減少被放到年老代的可能。

　　年老代:

　　在年輕代中經曆了N次記憶體回收後仍然存活的對象，就會被放到年老代中。因此，可以認為年老代中存放的都是一些生命週期較長的對象。

　　持久代:

　　用於存放靜態檔案，如今Java類、方法等。持久代對記憶體回收沒有顯著影響，但是有些應用可能動態產生或者調用一些class，例如Hibernate 等，在這種時候需要設定一個比較大的持久代空間來存放這些運行過程中新增的類。持久代大小通過-XX:MaxPermSize=<N>進行設定。

什麼情況下觸發記憶體回收：

    由於對象進行了分代處理，因此記憶體回收地區、時間也不一樣。GC有兩種類型：Scavenge GC和Full GC。

    Scavenge GC

    一般情況下，當新對象產生，並且在Eden申請空間失敗時，就會觸發Scavenge GC，對Eden地區進行GC，清除非存活對象，並且把尚且存活的對象移動到Survivor區。然後整理Survivor的兩個區。這種方式的GC是對年輕代的Eden區進行，不會影響到年老代。因為大部分對象都是從Eden區開始的，同時Eden區不會分配的很大，所以Eden區的GC會頻繁進行。因而，一般在這裡需要使用速度快、效率高的演算法，使Eden去能儘快空閑出來。

    Full GC

    對整個堆進行整理，包括Young、Tenured和Perm。Full GC因為需要對整個對進行回收，所以比Scavenge GC要慢，因此應該儘可能減少Full GC的次數。在對JVM調優的過程中，很大一部分工作就是對於FullGC的調節。有如下原因可能導致Full GC：

• 年老代（Tenured）被寫滿
• 持久代（Perm）被寫滿
• System.gc()被顯示調用
• 上一次GC之後Heap的各域分配策略動態變化

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我補充幾點，以上所說的分代回收機制其實說的是Java的堆內部的劃分結構以及對各部分結構觸發記憶體回收的時機，那麼當記憶體回收被觸發時，真正的記憶體回收的方法是什麼呢？有如下兩種(一下內容參考自 Thinking in Java)

1. 標記-清掃(mark-and-sweep)

標記-清掃方式是從堆棧和靜態儲存去出發，遍曆所有引用，找出所有存活對象。每當找到一個存活對象，會給該對象一個標記，當所有對象被標記完以後，清理工作開始，被標記的對象不會被清理，沒被標記的對象將被釋放。這種方法清理完以後，堆空間是不連續的，有可能會產生許多記憶體片段。

2. 停止-複製(stop-and-copy)

停止-複製會先暫停程式的運行，然後將存活的對象複製到一個新堆，新堆的對象是連續緊湊排列的。這種方法的好處是可以杜絕記憶體片段，壞處也顯而易見，就是浪費記憶體空間，另外記憶體複製也會耗費效率。而且有可能實際上垃圾並不多的時候，使用這種方法就會比標記-清掃效果要差

那麼，實際上Java虛擬機器的垃圾清理是這兩種方式的協同工作的，JVM會監視記憶體回收效果，如果垃圾較少，而記憶體回收效率低，則會切換到“標記-清掃”模式，相反如果使用“標記-清掃”導致堆空間出現過多的片段，則會切換到“停止-複製”。這就是JVM的“自適應”技術。

最後，給Java的記憶體回收冠以一個名號 -- “分代的，自適應的，標記-清掃，停止-複製”式記憶體回收