年轻代、老年代、GC原理详细拆解

1、为什么要对堆内存分代

     我们先来屡屡，为什么需要把堆分代？不分代不能完成他所做的事情么？其实不分代完全可以，分代的唯一理由就是优化GC性能。你先想想，如果没有分代，那我们所有的对象都在一块，GC的时候我们要找到哪些对象没用，这样就会对堆的所有区域进行扫描。而我们的很多对象都是朝生夕死的，如果分代的话，我们把新创建的对象放到某一地方，当GC的时候先把这块存“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。

2、年轻代

    HotSpot JVM把年轻代分为了三部分：1个Eden区和2个Survivor区（分别叫from和to）。默认比例为8：1,为啥默认会是这个比例，接下来我们会聊到。一般情况下，新创建的对象都会被分配到Eden区(一些大对象特殊处理),这些对象经过第一次Minor GC后，如果仍然存活，将会被移到Survivor区。对象在Survivor区中每熬过一次Minor GC（young GC），年龄就会增加1岁，当它的年龄增加到一定程度（15岁）时，就会被移动到年老代中。

    因为年轻代中的对象基本都是朝生夕死的(80%以上)，所以在年轻代的垃圾回收算法使用的是复制整理算法，复制整理算法的基本思想就是将内存分为两块，每次只用其中一块，当这一块内存用完，就将还活着的对象复制到另外一块上面。

复制整理算法

• 优点：不会产生内存碎片。
• 缺点：（1）会开辟新的空间也就是 To survivor，用来保存有用对象（2）复制对象会花费一些时间

    在GC开始的时候，对象只会存在于Eden区和名为“From”的Survivor区，Survivor区“To”是空的。紧接着进行GC，Eden区中所有存活的对象都会被复制到“To”，而在“From”区中，仍存活的对象会根据他们的年龄值来决定去向。年龄达到一定值(年龄阈值，可以通过-XX:MaxTenuringThreshold来设置)的对象会被移动到年老代中，没有达到阈值的对象会被复制到“To”区域。经过这次GC后，Eden区和From区已经被清空。这个时候，“From”和“To”会交换他们的角色，也就是新的“To”就是上次GC前的“From”，新的“From”就是上次GC前的“To”。不管怎样，都会保证名为To的Survivor区域是空的。Minor GC会一直重复这样的过程，直到“To”区被填满，“To”区被填满之后，会将所有对象移动到年老代中。 

3、老年代

    

    当年轻带随着不断地Minor GC ，from survivor中的对象会不断成长，当from survivor中的对象成长大15岁的时候，就会进入老年代，随着Minor GC的持续进行，老年代中对象也会持续增长，最终老年代的空间也会不够用，此时就会执行老年代的GC-->Major GC。Major GC使用的算法是标记清除算法或者标记-压缩算法。

    标记清除：（1）首先会去根对象的集合中进行遍历，发现对象还存在引用，就是存活的对象并打上一个存活的标记（2）再去根对象集合进行二次遍历，将没有被打上标记的对象清除掉。（将所有对象扫描2次比较消耗时间）

        优点：能够进入老年代的对象，一般都相对稳定，所有被回收的数量较少，减少对磁盘的清理，如果采用复制整理算法，被复制的对象会有很多。

        缺点：虽然垃圾得到了回收，但是回收以后，堆内存中出现了不连续的现状---内存碎片，导致大对象无法创建

     标记压缩：和标记清除算法基本相同，唯一不同的就是，在清除完成之后，会把存活的对象向内存的一边进行压缩，这样就可以解决内存碎片问题。 

                  

4、有关年轻带的配置参数

1)-XX:NewSize和-XX:MaxNewSize

   用于设置年轻代的大小，建议设为整个堆大小的1/3或者1/4,两个值设为一样大。

2)-XX:SurvivorRatio

   用于设置Eden和其中一个Survivor的比值，这个值也比较重要。

3)-XX:+PrintTenuringDistribution

   这个参数用于显示每次Minor GC时Survivor区中各个年龄段的对象的大小。

4).-XX:InitialTenuringThreshol和-XX:MaxTenuringThreshold

   用于设置晋升到老年代的对象年龄的最小值和最大值，每个对象在坚持过一次Minor GC之后，年龄就加1。