触发Full GC执行的情况

触发FullGC的原因与对象分配规则
本文介绍了触发FullGC的四种常见原因,包括旧生代空间不足、PermGen空间满、CMSGC时出现promotion failed和concurrent mode failure、统计得到的MinorGC晋升到旧生代的平均大小大于旧生代的剩余空间。此外还详细说明了对象分配的五项规则。
除直接调用System.gc外,触发Full GC执行的情况有如下四种。

1. 旧生代空间不足

旧生代空间只有在新生代对象转入及创建为大对象、大数组时才会出现不足的现象,当执行Full GC后空间仍然不足,则抛出如下错误:

java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
为避免以上两种状况引起的Full GC,调优时应尽量做到让对象在Minor GC阶段被回收、让对象在新生代多存活一段时间及不要创建过大的对象及数组。

2. Permanet Generation空间满

Permanet Generation中存放的为一些class的信息等,当系统中要加载的类、反射的类和调用的方法较多时,Permanet Generation可能会被占满,在未配置为采用CMS GC的情况下会执行Full GC。如果经过Full GC仍然回收不了,那么JVM会抛出如下错误信息:

java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space
为避免Perm Gen占满造成Full GC现象,可采用的方法为增大Perm Gen空间或转为使用CMS GC。

3. CMS GC时出现promotion failed和concurrent mode failure

对于采用CMS进行旧生代GC的程序而言,尤其要注意GC日志中是否有promotion failed和concurrent mode failure两种状况,当这两种状况出现时可能会触发Full GC。

promotion failed是在进行Minor GC时,survivor space放不下、对象只能放入旧生代,而此时旧生代也放不下造成的;concurrent mode failure是在执行CMS GC的过程中同时有对象要放入旧生代,而此时旧生代空间不足造成的。

应对措施为:增大survivor space、旧生代空间或调低触发并发GC的比率,但在JDK 5.0+、6.0+的版本中有可能会由于JDK的bug29导致CMS在remark完毕后很久才触发sweeping动作。对于这种状况,可通过设置-XX: CMSMaxAbortablePrecleanTime=5(单位为ms)来避免。

4. 统计得到的Minor GC晋升到旧生代的平均大小大于旧生代的剩余空间

这是一个较为复杂的触发情况,Hotspot为了避免由于新生代对象晋升到旧生代导致旧生代空间不足的现象,在进行Minor GC时,做了一个判断,如果之前统计所得到的Minor GC晋升到旧生代的平均大小大于旧生代的剩余空间,那么就直接触发Full GC。

例如程序第一次触发Minor GC后,有6MB的对象晋升到旧生代,那么当下一次Minor GC发生时,首先检查旧生代的剩余空间是否大于6MB,如果小于6MB,则执行Full GC。

当新生代采用PS GC时,方式稍有不同,PS GC是在Minor GC后也会检查,例如上面的例子中第一次Minor GC后,PS GC会检查此时旧生代的剩余空间是否大于6MB,如小于,则触发对旧生代的回收。

除了以上4种状况外,对于使用RMI来进行RPC或管理的Sun JDK应用而言,默认情况下会一小时执行一次Full GC。可通过在启动时通过- java -Dsun.rmi.dgc.client.gcInterval=3600000来设置Full GC执行的间隔时间或通过-XX:+ DisableExplicitGC来禁止RMI调用System.gc。


原文地址:http://book.51cto.com/art/201011/235592.htm

*对象分配规则

1.对象优先分配在Eden区,如果Eden区没有足够的空间时,虚拟机执行一次Minor GC。

2.大对象直接进入老年代(大对象是指需要大量连续内存空间的对象)。这样做的目的是避免在Eden区和两个Survivor区之间发生大量的内存拷贝(新生代采用复制算法收集内存)。

3.长期存活的对象进入老年代。虚拟机为每个对象定义了一个年龄计数器,如果对象经过了1次Minor GC那么对象会进入Survivor区,之后每经过一次Minor GC那么对象的年龄加1,知道达到阀值对象进入老年区。

4.动态判断对象的年龄。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。

5.空间分配担保。每次进行Minor GC时,JVM会计算Survivor区移至老年区的对象的平均大小,如果这个值大于老年区的剩余值大小则进行一次Full GC,如果小于检查HandlePromotionFailure设置,如果true则只进行Monitor GC,如果false则进行Full GC。
### Full GC触发条件 Full GC 是一种针对整个堆内存(包括新生代、老年代以及元空间)的垃圾回收机制,其触发条件主要包括以下几个方面: 显式调用 `System.gc()` 是一种触发 Full GC 的方式,但需要注意的是,这只是向 JVM 发出一个建议,JVM 有权决定是否执行该请求。在某些情况下,JVM 可能会忽略这个请求 [^2]。 当老年代空间足以容纳从新生代晋升的对象时,JVM触发 Full GC。这种情况通常发生在 Minor GC 之后,Survivor 区域中的对象需要晋升到老年代,但由于老年代空间足,导致晋升失败,从而触发 Full GC [^4]。 元空间(Metaspace)足也可能触发 Full GC。在 Java 8 及以后版本中,方法区被 Metaspace 所取代,如果 Metaspace 足,虽然较少见,但也可能触发 Full GC [^4]。 此外,当尝试分配一个大对象时,如果新生代无法容纳该对象,并且老年代也没有足够的空间来接收这个对象,同样会触发 Full GC [^4]。 在 CMS 收集器中,由于其并发收集的特点,在并发标记和并发清理阶段可能会出现“浮动垃圾”,这些垃圾只能等到下一次 GC 再进行清理。同时,CMS 使用的“标记-清除”算法会导致空间碎片化,这可能需要通过参数 `-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection` 让 JVM执行完标记清除后再做整理 [^3]。 最后,当垃圾回收过程中出现“Concurrent Mode Failure”时,CMS 会切换到 Serial Old 收集器来处理,这会导致一次 Full GC 并且伴随着“Stop The World”的发生 [^3]。 ```java public class GCDemo { private static final int _1MB = 1024 * 1024; public static void main(String[] args) { // 创建对象以触发垃圾回收 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]; // 触发一次 Minor GC // 持续创建对象,观察老年代情况 for (int i = 0; i < 1000; i++) { byte[] temp = new byte[_1MB]; } } } ``` 通过设置 JVM 参数(如 `-XX:MaxTenuringThreshold` 和 `-XX:G1HeapRegionSize`),可以调整对象的晋升行为并观察其对垃圾回收的影响。
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