Java技术体系中所提倡的自动内存管理最终可以归结为自动化地解决了两个问题:给对象分配内存以及回收分配给对象的内存。关于内存回收,我们已经使用了大量篇幅介绍虚拟机中的垃圾收集器体系及其运作原理,现在我们再来探讨一下对象内存分配的问题。
对象的内存分配,主要是在堆上进行。对象主要分配在新生代的Eden区上,如果启动了本地线程分配缓冲(TLAB),将优先按线程在TLAB上分配。在少数情况下,也可能直接分配在老年代中。分配规则并非百分之百固定,其细节取决于当前使用的垃圾收集器组合及虚拟机中与内存相关的参数设置。
内存分配策略
1. 对象优先在Eden分配
大多数情况下,对象在新生代Eden区中分配。当Eden区没有足够空间进行分配时,虚拟机将发起一次Minor GC。
2. 大对象直接进入老年代
所谓的大对象是指需要大量连续内存空间的Java对象,最典型的大对象就是那种很长的字符串以及数组。大对象对虚拟机的内存分配来说是个坏消息,经常出现大对象容易导致内存还有不少空间时就提前触发垃圾收集以获取足够的连续空间来“安置”它们。虚拟机提供了一个-XX:PretenureSizeThreshold
参数,令大于这个设置值的对象直接在老年代分配。这样做的目的是避免在Eden区及两个Survivor区之间发生大量的内存复制(新生代采用复制算法收集内存)。
3. 长期存活的对象将进入老年代
既然虚拟机采用了分代收集的思想来管理内存,那么内存回收时必须能识别哪些对象应放在新生代,哪些对象应放在老年代中。为此,虚拟机为每个对象定义了一个对象年龄(Age)计数器。如果对象在Eden出生并经过第一次Minor GC后仍然存活,并且能被Survivor容纳的话,将被移动到Survivor空间中,并且对象年龄设为1。对象在Survivor区中每“熬过”一次Minor GC,年龄就增加1岁。当它的年龄增加到一定程度(默认为15岁)时,就会被晋升到老年代中。对象晋升老年代的年龄阈值可以通过参数-XX:MaxTenuringThreshold
设置。
4. 动态对象年龄判定
为了能更好地适应不同程序的内存状况,虚拟机并不是永远要求对象的年龄必须达到MaxTenuringThreshold
才能晋升老年代。如果在Survivor空间中相同年龄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就可以直接进入老年代,无需等到MaxTenuringThreshold
中要求的年龄。
5. 空间分配担保
在发生Minor GC之前,虚拟机会先检查老年代最大可用的连续空间是否大于新生代所有对象总空间,如果这个条件成立,那么Minor GC可以确保是安全的。如果不成立,虚拟机会查看HandlePromotionFailure
设置值是否允许担保失败。如果允许,将继续检查老年代最大可用的连续空间是否大于历次晋升到老年代对象的平均大小。如果大于,将尝试进行一次Minor GC,尽管这次Minor GC是有风险的,如果担保失败,则会在失败后重新发起一次Full GC;如果小于,或者HandlePromotionFailure
设置不允许冒险,则会改为进行一次Full GC
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