對象創建與堆

2020 年 6 月 22 日
筆記
JVM

這一節主要介紹對象創建時，在堆中的一些過程。

回憶下，我們之前說的，什麼時候會發生垃圾回收？

除了在一些安全點處也許會發生垃圾回收（只是也許），如果在所需記憶體不足的情況下，一定會發生垃圾回收。

分配堆空間

首先通過設置參數，把堆空間設置為 20M，其中新生代 10M，老年代 10M。

參數設置：

-Xms20m -Xmx20m -Xmn10m -XX:+PrintGCDetails

結果為：

Heap
 PSYoungGen      total 9216K, used 1685K [0x00000007bf600000, 0x00000007c0000000, 0x00000007c0000000)
  eden space 8192K, 20% used [0x00000007bf600000,0x00000007bf7a5580,0x00000007bfe00000)
  from space 1024K, 0% used [0x00000007bff00000,0x00000007bff00000,0x00000007c0000000)
  to   space 1024K, 0% used [0x00000007bfe00000,0x00000007bfe00000,0x00000007bff00000)
 ParOldGen       total 10240K, used 0K [0x00000007bec00000, 0x00000007bf600000, 0x00000007bf600000)
  object space 10240K, 0% used [0x00000007bec00000,0x00000007bec00000,0x00000007bf600000)

創建一個新對象

我們首先創建一個對象，這個對象佔用 2M 的空間。

package heap;

public class CreateObject {
    public static void main(String[] args) {
        byte[] obj1 = new byte[1024 * 1024 * 2];
    }
}

最後的輸出：

Heap
 PSYoungGen      total 9216K, used 3733K [0x00000007bf600000, 0x00000007c0000000, 0x00000007c0000000)
  eden space 8192K, 45% used [0x00000007bf600000,0x00000007bf9a5590,0x00000007bfe00000)
  from space 1024K, 0% used [0x00000007bff00000,0x00000007bff00000,0x00000007c0000000)
  to   space 1024K, 0% used [0x00000007bfe00000,0x00000007bfe00000,0x00000007bff00000)
 ParOldGen       total 10240K, used 0K [0x00000007bec00000, 0x00000007bf600000, 0x00000007bf600000)
  object space 10240K, 0% used [0x00000007bec00000,0x00000007bec00000,0x00000007bf600000)

可以看到，新生代被佔用了，老年代佔用為 0K，沒有被使用。

所以，new 的對象先放在 eden 區。

填滿 eden 區

在填滿 eden 區後，會發生什麼呢？因為 survivor 區實在太小了，很難看到。所以，這裡可以藉助 Visual VM，來觀察，更加直觀。

程式如下：

package heap;

public class CreateObject {
    public static void main(String[] args) {
        while(true){
            byte[] bytes = new byte[1024 * 512];
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }
}

重點是看右邊的記錄圖。注意，這裡我們將每次創建對象的大小設置為了 0.5M。

當 Eden 滿的時候，會調用垃圾回收器，調用垃圾回收器後，Eden 出現了低谷，Survivor 出現了一個增長。老年區也出現了一個增長。

當 Eden 滿的時候，如果 Survivor 區有足夠的空間容納存活對象，那麼可以把存活對象放入 Survivor，多的對象放入老年區。

現在，我們把對象的大小調大。設置為 2M，這樣 Survivor 就無法存放下。

可以看到，在經過一次垃圾回收的時候（可以看到GC Time 上有波峰，說明執行了一次垃圾回收），但我們注意到，Survivor 區中並沒有被佔用。說明垃圾回收過程中，直接將存活對象放到了老年代中。

再來聊聊 survivor 區

對象通常在 Eden 區里誕生，如果經過第一次 MInor GC 後仍然存活，並且能夠被 Survivor 容納的話，該對象會被移動到 Survivor 區，並且將其年齡設置為 1 歲。對象在 Survivor 區每熬過一次 Minor GC，年齡就增加 1 歲，當它年齡增大到一定程度（默認是 15 歲），就會被晉陞到老年代。

特殊情況

有些時候，如果用戶創建了大對象，如很長的字元串或者元素很多的數組的時候。這種大對象都佔用大量的記憶體，像這種大對象，有很大概率是長時間使用的，不然為什麼要創建大對象。

如果大對象朝生夕滅，我們知道在 Java 8 中，新生代默認採用的標記-複製演算法，那麼對於大對象而言，是非常耗時的。

所以，如果 JVM 設置了一個閾值，那麼當分配的對象大於這個閾值的時候，會直接被分配到老年代。

總結

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