JVM中的GC流程与对象晋升机制

在Java虚拟机（JVM）中，垃圾回收（GC）是自动管理内存的关键机制。

1、JVM堆内存结构

Java堆是JVM中用于存放对象实例的内存区域，它被划分为新生代（Young Generation）和老年代（Old Generation）。新生代又进一步细分为Eden区、两个Survivor区（S0和S1，也称为From和To区，它们通过复制算法交换角色）。

2、Minor GC流程

当Eden区的空间被新创建的对象填满时，JVM会触发Minor GC（也称为Young GC）。Minor GC的目标是清理新生代中的垃圾对象，回收其占用的内存空间。

• 收集与清理：JVM会扫描Eden区和当前的Survivor区（如S0），标记出存活的对象。
• 复制与交换：存活的对象会被复制到另一个空的Survivor区（如S1），同时清空Eden区和原来的Survivor区（S0）。这时，S0和S1的角色会互换。
• 对象晋升：在Minor GC过程中，如果对象满足以下条件之一，它们会被直接晋升到老年代：
  • 大对象：需要大量连续内存空间的对象，这些对象在创建时如果Eden区剩余空间不足，会直接分配到老年代。
  • 长期存活：对象在Eden区出生，并经过多次Minor GC后仍然存活，并且被Survivor区容纳。每次Minor GC后，对象的年龄（即经过的Minor GC次数）会增加。当年龄达到JVM设定的阈值（默认为15）时，对象会被晋升到老年代。

3、Full GC流程

当老年代空间不足时，JVM会触发Full GC（也称为Major GC或Old GC）。Full GC会清理整个堆内存，包括新生代和老年代。

• 停止-复制/标记-清除/标记-整理：根据JVM使用的垃圾回收器类型（如Serial GC、Parallel GC、CMS、G1等），Full GC会采用不同的算法来清理垃圾对象。这些算法包括停止-复制、标记-清除和标记-整理等。
• 性能影响：Full GC通常比Minor GC慢得多，因为它需要处理整个堆内存。在Full GC期间，应用程序的线程会暂停（Stop-The-World），直到GC完成。

4、总结

通过合理设置JVM参数、优化代码逻辑和内存使用，可以减少GC的频率和持续时间，提高应用的响应速度和吞吐量。