GC（7）、读懂GC日志信息以及对象在堆中是怎么回事？
一、读懂GC日志信息
先来看看日志信息
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一张图读懂每个日志的单词是什么意思
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二、堆的划分
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三、每个区域讲解
1、Eden区
大多数情况下对象优先在Eden分配（意思就是大多数情况Eden区就是对象的出生地）。
2、from/to
当Eden区快要满的时候，会触发一次Minor GC，并会将还存活的对象放到from或to。from和to是等大小的，当其中一个快慢的时候就会将两个区域的数据对换，所以一定会有一个区域是空的。
说明：
上面提到了Minor GC，那么Minor GC和Full GC到底有什么区别？
-
新生代GC（Minor GC）：指发生在新生代的垃圾收集动作，因为java对象大多都具备朝生夕灭的特性，所以Minor GC会非常频繁，一般回收速度比较快。
-
老年代GC（Major GC / Full GC）：指发生在老年代的GC，出现了Major GC，速度会非常慢，比MinorGC慢10倍以上。一般内存溢出都是因为Full GC，都是老年代的溢出。
Demo
运行参数
-verbose:gc -Xms20m -Xmx20m -Xmn10m -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8
这些参数在之前篇幅中都详细说过，意思是设置堆内存最小最大空间为20M，设置新生代大小10M，总共20M，意思老年代也是10M，设置新生代中Eden和一个Survivor（from或to）区空间比例是8:1（默认就是这个），并打印详细信息
/**
* @author TongWei.Chen 2017-09-08 15:11:53
*/
public class HelloDefNew {
private static final int _1MB = 1024 * 1024;
public static void main(String[] args) {
byte[] allocation1 = null;
byte[] allocation2 = null;
byte[] allocation3 = null;
byte[] allocation4 = null;
allocation1 = new byte[2 * _1MB];
allocation2 = new byte[2 * _1MB];
allocation3 = new byte[2 * _1MB];
//下面这句会出现一次Minor GC，因为我们的参数是20 20 10，意味着新生代和老年代各占10M
allocation4 = new byte[4 * _1MB];
}
}
结果
[GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 6424K->808K(9216K)] 6424K->4912K(19456K), 0.0054701 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
Heap
PSYoungGen total 9216K, used 7189K [0x00000000ff600000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000)
eden space 8192K, 77% used [0x00000000ff600000,0x00000000ffc3b6f0,0x00000000ffe00000)
from space 1024K, 78% used [0x00000000ffe00000,0x00000000ffeca020,0x00000000fff00000)
to space 1024K, 0% used [0x00000000fff00000,0x00000000fff00000,0x0000000100000000)
ParOldGen total 10240K, used 4104K [0x00000000fec00000, 0x00000000ff600000, 0x00000000ff600000)
object space 10240K, 40% used [0x00000000fec00000,0x00000000ff002020,0x00000000ff600000)
Metaspace used 3509K, capacity 4498K, committed 4864K, reserved 1056768K
class space used 389K, capacity 390K, committed 512K, reserved 1048576K```
与我们预期的一样，发生了Minor GC。并且GC前新生代大小是6424K（因为我们new了6M的byte），GC后变成了808K。新生代堆总大小9216K（我们设置的10M），整个堆总大小19456K（我们设置的20M）。
那么下面Heap开头的那一坨是什么意思呢？
一张图搞定他
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3、老年代
- 大对象直接进入老年代。所谓大对象就是大量连续内存空间的java对象（比如特别长的字符串或者数据，
new byte[10*1024*1024];）
Demo
运行参数
-verbose:gc -Xms20m -Xmx20m -Xmn10m -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8
/**
* @author TongWei.Chen 2017-09-08 15:11:53
*/
public class HelloDefNew {
private static final int _1MB = 1024 * 1024;
public static void main(String[] args) {
byte[] allocation = null;
allocation = new byte[9 * _1MB];
}
}
结果
Heap
PSYoungGen total 9216K, used 2492K [0x00000000ff600000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000)
eden space 8192K, 30% used [0x00000000ff600000,0x00000000ff86f3a0,0x00000000ffe00000)
from space 1024K, 0% used [0x00000000fff00000,0x00000000fff00000,0x0000000100000000)
to space 1024K, 0% used [0x00000000ffe00000,0x00000000ffe00000,0x00000000fff00000)
ParOldGen total 10240K, used 9216K [0x00000000fec00000, 0x00000000ff600000, 0x00000000ff600000)
object space 10240K, 90% used [0x00000000fec00000,0x00000000ff500010,0x00000000ff600000)
Metaspace used 3509K, capacity 4498K, committed 4864K, reserved 1056768K
class space used 389K, capacity 390K, committed 512K, reserved 1048576K
不难发现，老年代空间直接占用了90%。直接进入了年老代。
- 长期存活的对象将进入老年代
什么叫长期存活的对象？
既然虚拟机采用了分代收集的思想来管理内存，那么内存回收时就必须能识别哪些对象应放到新生代，哪些对象应放在老年代中。
虚拟机给每个对象定义了一个对象年龄（Age）计数器，若对象在Eden中出生并经历过第一次Minor GC后仍然存活，并且能被Survivor（from或to）容纳的话，将被移动到Survivor空间中，并且对象年龄设为1，对象每此经历过Minor GC后仍然在Survivor中存活的话，就将该对象的Age+1，那到底什么时候才转移动老年代？答案是Age等于15的时候会晋升到老年代中。（15的默认的，可以通过-XX:MaxTenuringThreshold设置）
Demo1：-XX:MaxTenuringThreshold=1
运行参数
-verbose:gc -Xms20m -Xmx20m -Xmn10m -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8 -XX:MaxTenuringThreshold=1
/**
* @author TongWei.Chen 2017-09-08 15:46:29
*/
public class HelloOldGen {
private static final int _1MB = 1024 * 1024;
public static void main(String[] args) {
byte[] allocation1 = null;
byte[] allocation2 = null;
byte[] allocation3 = null;
byte[] allocation4 = null;
allocation1 = new byte[_1MB / 4];
//什么时候进入老年代取决于-XX:MaxTenuringThreshold参数
allocation2 = new byte[4 * _1MB];
allocation3 = null;
allocation4 = new byte[4 * _1MB];
}
}
结果
Heap
PSYoungGen total 9216K, used 6844K [0x00000000ff600000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000)
eden space 8192K, 83% used [0x00000000ff600000,0x00000000ffcaf3c0,0x00000000ffe00000)
from space 1024K, 0% used [0x00000000fff00000,0x00000000fff00000,0x0000000100000000)
to space 1024K, 0% used [0x00000000ffe00000,0x00000000ffe00000,0x00000000fff00000)
ParOldGen total 10240K, used 4096K [0x00000000fec00000, 0x00000000ff600000, 0x00000000ff600000)
object space 10240K, 40% used [0x00000000fec00000,0x00000000ff000010,0x00000000ff600000)
Metaspace used 3509K, capacity 4498K, committed 4864K, reserved 1056768K
class space used 389K, capacity 390K, committed 512K, reserved 1048576K
可以发现当设置为1的时候，第二次GC进入了老年代，新生代的Survivor区直接变为了0%已用。
Demo2：-XX:MaxTenuringThreshold=15
运行参数
-verbose:gc -Xms20m -Xmx20m -Xmn10m -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8 -XX:MaxTenuringThreshold=1
/**
* @author TongWei.Chen 2017-09-08 15:46:29
*/
public class HelloOldGen {
private static final int _1MB = 1024 * 1024;
public static void main(String[] args) {
byte[] allocation1 = null;
byte[] allocation2 = null;
byte[] allocation3 = null;
byte[] allocation4 = null;
allocation1 = new byte[_1MB / 4];
//什么时候进入老年代取决于-XX:MaxTenuringThreshold参数
allocation2 = new byte[4 * _1MB];
allocation3 = null;
allocation4 = new byte[4 * _1MB];
}
}
结果
会发现Survivor的from区占用XX%的空间，并没有完全释放掉。
动态对象年龄判定
若在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，无须等到MaxTenuringThreshold中要求的年龄。
4、永久代
存放类信息。
四、总结
对象创建若不是大对象则直接进入Eden区，Eden区即将满了的时候会进入from/to区，默认经过几次GC后对象仍然存活的话会进入年老代，并清空from/to区。若是大对象则直接进入年老代。
Full GC很影响性能，Full GC一般只发生在年老代。
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