Java所承諾的自動內(nèi)存管理主要是針對對象內(nèi)存的回收和對象內(nèi)存的分配。

在Java虛擬機的五塊內(nèi)存空間中，程序計數(shù)器、Java虛擬機棧、本地方法棧內(nèi)存的分配和回收都具有確定性，一般在編譯階段就能確定需要分配的內(nèi)存大小，并且由于都是線程私有，因此它們的內(nèi)存空間都隨著線程的創(chuàng)建而創(chuàng)建，線程的結(jié)束而回收。也就是這三個區(qū)域的內(nèi)存分配和回收都具有確定性，垃圾回收器不需要在這里花費太大的精力。

而Java虛擬機中的方法區(qū)因為是用來存儲類信息、常量、靜態(tài)變量，這些數(shù)據(jù)的變動性較小，因此不是Java內(nèi)存管理重點需要關(guān)注的區(qū)域。

而對于堆，所有線程共享，所有的對象都需要在堆中創(chuàng)建和回收。雖然每個對象的大小在類加載的時候就能確定，但對象的數(shù)量只有在程序運行期間才能確定，因此堆中內(nèi)存的分配具有較大的不確定性。此外，對象的生命周期長短不一，因此需要針對不同生命周期的對象采用不同的內(nèi)存回收算法，增加了內(nèi)存回收的復(fù)雜性。

綜上所述：Java自動內(nèi)存管理最核心的功能是堆內(nèi)存中對象的分配與回收。

對象優(yōu)先在Eden區(qū)中分配

目前主流的垃圾收集器都會采用分代回收算法，因此需要將堆內(nèi)存分為新生代和老年代。

在新生代中為了防止內(nèi)存碎片問題，因此垃圾收集器一般都選用“復(fù)制”算法。因此，堆內(nèi)存的新生代被進一步分為：Eden區(qū)＋Survior1區(qū)＋Survior2區(qū)。

每次創(chuàng)建對象時，首先會在Eden區(qū)中分配。

若Eden區(qū)已滿，則在Survior1區(qū)中分配。

若Eden區(qū)＋Survior1區(qū)剩余內(nèi)存太少，導(dǎo)致對象無法放入該區(qū)域時，就會啟用“分配擔保”，將當前Eden區(qū)＋Survior1區(qū)中的對象轉(zhuǎn)移到老年代中，然后再將新對象存入Eden區(qū)。

大對象直接進入老年代

所謂“大對象”就是指一個占用大量連續(xù)存儲空間的對象，如數(shù)組。

當發(fā)現(xiàn)一個大對象在Eden區(qū)＋Survior1區(qū)中存不下的時候就需要分配擔保機制把當前Eden區(qū)＋Survior1區(qū)的所有對象都復(fù)制到老年代中去。

我們知道，一個大對象能夠存入Eden區(qū)＋Survior1區(qū)的概率比較小，發(fā)生分配擔保的概率比較大，而分配擔保需要涉及到大量的復(fù)制，就會造成效率低下。

因此，對于大對象我們直接把他放到老年代中去，從而就能避免大量的復(fù)制操作。

那么，什么樣的對象才是“大對象”呢？

通過-XX:PretrnureSizeThreshold參數(shù)設(shè)置大對象

該參數(shù)用于設(shè)置大小超過該參數(shù)的對象被認為是“大對象”，直接進入老年代。

注意：該參數(shù)只對Serial和ParNew收集器有效。

生命周期較長的對象進入老年代

老年代用于存儲生命周期較長的對象，那么我們?nèi)绾闻袛嘁粋€對象的年齡呢？

新生代中的每個對象都有一個年齡計數(shù)器，當新生代發(fā)生一次MinorGC后，存活下來的對象的年齡就加一，當年齡超過一定值時，就將超過該值的所有對象轉(zhuǎn)移到老年代中去。

使用-XXMaxTenuringThreshold設(shè)置新生代的最大年齡

設(shè)置該參數(shù)后，只要超過該參數(shù)的新生代對象都會被轉(zhuǎn)移到老年代中去。

相同年齡的對象內(nèi)存超過Survior內(nèi)存一半的對象進入老年代

如果當前新生代的Survior中，年齡相同的對象的內(nèi)存空間總和超過了Survior內(nèi)存空間的一半，那么所有年齡相同的對象和超過該年齡的對象都被轉(zhuǎn)移到老年代中去。無需等到對象的年齡超過MaxTenuringThreshold才被轉(zhuǎn)移到老年代中去。

“分配擔保”策略詳解

當垃圾收集器準備要在新生代發(fā)起一次MinorGC時，首先會檢查“老年代中最大的連續(xù)空閑區(qū)域的大小 是否大于 新生代中所有對象的大小？”，也就是老年代中目前能夠?qū)⑿律兴袑ο笕垦b下？

若老年代能夠裝下新生代中所有的對象，那么此時進行MinorGC沒有任何風險，然后就進行MinorGC。

若老年代無法裝下新生代中所有的對象，那么此時進行MinorGC是有風險的，垃圾收集器會進行一次預(yù)測：根據(jù)以往MinorGC過后存活對象的平均數(shù)來預(yù)測這次MinorGC后存活對象的平均數(shù)。

如果以往存活對象的平均數(shù)小于當前老年代最大的連續(xù)空閑空間，那么就進行MinorGC，雖然此次MinorGC是有風險的。

如果以往存活對象的平均數(shù)大于當前老年代最大的連續(xù)空閑空間，那么就對老年代進行一次Full GC，通過清除老年代中廢棄數(shù)據(jù)來擴大老年代空閑空間，以便給新生代作擔保。

這個過程就是分配擔保。

注意：

1. 分配擔保是老年代為新生代作擔保；

2. 新生代中使用“復(fù)制”算法實現(xiàn)垃圾回收，老年代中使用“標記-清除”或“標記-整理”算法實現(xiàn)垃圾回收，只有使用“復(fù)制”算法的區(qū)域才需要分配擔保，因此新生代需要分配擔保，而老年代不需要分配擔保。

名詞解釋：

GC：垃圾收集器

Minor GC：新生代GC，指發(fā)生在新生代的垃圾收集動作，所有的Minor GC都會觸發(fā)全世界的暫停（stop-the-world），停止應(yīng)用程序的線程，不過這個過程非常短暫。

Major GC/Full GC：老年代GC，指發(fā)生在老年代的GC。

JVM：Java Virtual Machine（Java虛擬機）的縮寫。