📕我是廖志伟，一名Java开发工程师、《Java项目实战——深入理解大型互联网企业通用技术》（基础篇）、（进阶篇）、（架构篇）、《解密程序员的思维密码——沟通、演讲、思考的实践》作者、清华大学出版社签约作家、Java领域优质创作者、优快云博客专家、阿里云专家博主、51CTO专家博主、产品软文专业写手、技术文章评审老师、技术类问卷调查设计师、幕后大佬社区创始人、开源项目贡献者。
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💡在这个美好的时刻，笔者不再啰嗦废话，现在毫不拖延地进入文章所要讨论的主题。接下来，我将为大家呈现正文内容。
🌟 JVM核心知识点 - 分代收集
🍊 分代收集概述
分代收集是JVM垃圾回收（GC）策略中的一种，它将堆内存划分为不同的区域，针对不同区域采用不同的回收算法。这种策略可以有效地提高垃圾回收的效率，减少内存碎片，优化内存使用。
🍊 分代收集的必要性
在Java程序运行过程中，对象创建和销毁频繁，如果不进行有效的垃圾回收，会导致内存溢出等问题。分代收集通过将对象划分为不同的代，可以针对不同代的对象特点进行优化，提高垃圾回收效率，降低内存碎片，从而提高应用程序的性能。
🍊 分代收集的原理
分代收集的核心思想是将对象划分为不同的代，针对不同代的对象特点采用不同的回收算法。
🎉 1. 分代收集的概念
📝 1.1 为什么要分代收集
新生代对象创建和销毁频繁，回收效率高；老年代对象生命周期长，回收频率低，可以采用更耗时的回收算法。
📝 1.2 分代收集的分类
- 新生代：包括Eden空间和两个Survivor空间。
- 老年代：包括Perm空间（永久代）和Metaspace空间。
📝 1.3 分代收集的优势
- 提高垃圾回收效率。
- 降低内存碎片。
- 优化内存使用。
🎉 2. 堆内存的划分
📝 2.1 年轻代（Young Generation）
🔥 2.1.1 新生代（Eden Space）
新生代是对象创建的主要区域，对象首先进入Eden空间。当Eden空间满时，触发Minor GC。
🔥 2.1.2 幸存区（Survivor Space）
幸存区包括两个空间，通常称为From和To。当Eden空间满时，触发Minor GC，存活对象会复制到From或To空间。经过一定次数的Minor GC后，存活对象会晋升到老年代。
📝 2.2 老年代（Old Generation）
老年代是对象生命周期较长的区域，包括Perm空间和Metaspace空间。当老年代空间满时，触发Major GC。
📝 2.3 永久代（Perm Generation）
永久代用于存储类信息、常量、静态变量等。在JDK 8中，永久代被Metaspace取代。
🎉 3. 分代收集算法
📝 3.1 标记-清除算法
首先标记所有可达对象，然后清除未被标记的对象。
📝 3.2 标记-整理算法
首先标记所有可达对象，然后移动存活对象，清理内存碎片。
📝 3.3 复制算法
将内存分为两个相等的区域，每次只使用一个区域，当该区域满时，复制存活对象到另一个区域。
📝 3.4 标记-复制算法
首先标记所有可达对象，然后复制存活对象到另一个区域。
🎉 4. 垃圾回收器
📝 4.1 Serial GC
单线程执行，适用于单核CPU。
📝 4.2 Parallel GC
多线程执行，适用于多核CPU。
📝 4.3 CMS GC
并发标记清除，适用于对响应时间要求极高的场景。
📝 4.4 G1 GC
并发标记整理，适用于大内存场景。
📝 4.5 ZGC
并发标记复制，适用于大内存场景。
📝 4.6 Shenandoah GC
并发标记复制，适用于大内存场景。
🎉 5. 分代收集的触发条件
📝 5.1 年轻代GC触发条件
- Eden空间满。
- 次要GC次数过多。
📝 5.2 老年代GC触发条件
- 老年代空间满。
- 次要GC次数过多。
🎉 6. 分代收集的性能优化
📝 6.1 年轻代参数调整
- 调整新生代和Survivor空间的比例。
- 调整Minor GC次数。
📝 6.2 老年代参数调整
- 调整老年代空间大小。
- 调整Major GC次数。
📝 6.3 垃圾回收器选择与调优
- 根据应用特点和性能监控结果，选择合适的收集器，如ParNew、CMS、G1等。
🎉 7. 分代收集的应用场景
📝 7.1 适用于不同应用场景的收集器选择
- 对于对响应时间要求不高的应用，可以选择Serial收集器。
- 对于对响应时间要求较高的应用，可以选择ParNew、CMS或G1收集器。
📝 7.2 分代收集在大型应用中的优势
- 分代收集可以降低系统停顿时间，提高应用程序的响应速度。
- 分代收集可以优化内存使用，提高内存利用率。
- 分代收集可以针对不同生命周期的对象采用不同的回收策略，提高垃圾回收效率。
🎉 8. 分代收集的参数配置
📝 8.1 新生代参数配置
-XX:NewSize：设置新生代初始大小。-XX:MaxNewSize：设置新生代最大大小。-XX:SurvivorRatio：设置新生代Survivor区域比例。
📝 8.2 老年代参数配置
-XX:MaxHeapSize：设置堆内存最大大小。-XX:NewRatio：设置新生代与老年代的比例。
🎉 9. 分代收集的性能监控
- 使用JVM参数
-XX:+PrintGCDetails和-XX:+PrintGCDateStamps来监控垃圾回收情况。 - 使用JConsole等工具监控内存使用情况。
🎉 10. 分代收集的实践案例
📝 10.1 案例一：内存泄漏问题
- 分析内存泄漏原因，优化代码。
📝 10.2 案例二：垃圾回收器选择与调优
- 根据应用场景选择合适的垃圾回收器，并调整参数。
📝 10.3 案例三：分代收集优化实践
- 优化年轻代和Survivor空间比例。
- 调整Minor GC次数。
- 调整老年代空间大小。
- 选择合适的垃圾回收器。
🎉 11. 分代收集表格内容
| 收集器名称 | 优势 | 适用场景 |
|---|---|---|
| Serial收集器 | 简单高效，易于实现 | 单核CPU，对响应时间要求不高 |
| ParNew收集器 | 提高回收效率，降低停顿时间 | 多核CPU，对响应时间要求较高 |
| CMS收集器 | 减少停顿时间，提高系统吞吐量 | 对响应时间要求极高 |
| G1收集器 | 减少停顿时间，提高系统吞吐量 | 对响应时间要求极高 |
| Parallel Old收集器 | 提高回收效率，降低停顿时间 | 多核CPU，对响应时间要求较高 |
| Serial Old收集器 | 简单高效，易于实现 | 单核CPU，对响应时间要求不高 |
🎉 12. 分代收集技术描述扩充
分代收集技术是一种针对Java虚拟机（JVM）堆内存管理的优化策略。它通过将堆内存划分为不同的区域，如新生代和老年代，以及永久代（在JDK 8之前）或Metaspace（在JDK 8及之后），来提高垃圾回收的效率。以下是分代收集技术的详细描述：
- 新生代：新生代是JVM中对象创建的主要区域。它包括一个Eden空间和两个Survivor空间（通常称为From和To）。新生代中的对象生命周期较短，因此回收频率较高。当Eden空间满时，会触发Minor GC，存活对象会被复制到Survivor空间。经过多次Minor GC后，存活对象会晋升到老年代。
- 老年代：老年代是对象生命周期较长的区域。它包括Perm空间（在JDK 8之前）或Metaspace（在JDK 8及之后）。老年代中的对象生命周期较长，回收频率较低。当老年代空间满时，会触发Major GC。
- 永久代：永久代用于存储类信息、常量、静态变量等。在JDK 8中，永久代被Metaspace取代，Metaspace使用本地内存，而不是JVM堆内存。
- 分代收集算法：分代收集使用不同的回收算法来处理不同代的对象。常见的算法包括标记-清除、标记-整理、复制和标记-复制等。
- 垃圾回收器：JVM提供了多种垃圾回收器，如Serial GC、Parallel GC、CMS GC、G1 GC、ZGC和Shenandoah GC，每种回收器都有其特定的应用场景和优缺点。
分代收集技术的应用可以显著提高Java应用程序的性能，减少内存碎片，优化内存使用，并降低系统停顿时间。
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