1.JVM記憶體空間

  JVM堆（Heap）= 新生代（Young） + 舊生代（Tenured）

 分割槽作用： 

新建立的物件通常先將其分配在新生代中，在新生代中經過若干次GC之後仍未釋放的物件，再將它移動到舊生代。為了讓記憶體回收更高效（GC會暫停JVM中的應用），Sun JDK在1.2開始對堆採用了分代管理的方式。在分配物件遇到記憶體不足時，先對新生代進行GC（Young GC）；當新生代GC之後仍無法滿足記憶體空間分配需求時， 才會對整個堆空間以及方法區進行GC （Full GC）

 相關引數：

-Xms                       -- 設定堆記憶體初始大小

 -Xmx                       -- 設定堆記憶體最大值

-XX:MaxTenuringThreshold  -- 設定物件在新生代中存活的次數

-XX:PretenureSizeThreshold  -- 設定超過指定大小的大物件直接分配在舊生代中

 注意點：當新生代設定得太小時，也可能引發大物件直接分配到舊生代中。

  新生代（Young）= Eden區 + Survivor區

 分割槽作用：

Eden區為物件通常最初分配到的地方，Survivor區分為S0和S1兩塊大小相等的區域。JVM進行Minor GC時，將Eden中還存活的物件拷貝到Survivor區中，還會將Survivor區中還存活的物件拷貝到Tenured區中。在這種GC模式下，JVM為了提升GC效率， 將Survivor區分為S0和S1，這樣就可以將物件回收和物件晉升分離開來。

 相關引數：

-Xmn             -- 設定新生代記憶體大小。

-XX:SurvivorRatio  -- 設定Eden與Survivor空間的大小比例

 注意點： 圖中Virtual部分表示可伸縮的記憶體空間，當用-Xms在指定堆的初始大小為128m，通過-Xmx指定堆最大為256m時，JVM會根據記憶體情況在128m與256m之間伸縮。為了避免JVM進行這些伸縮消耗效能，對於能夠提供穩定記憶體空間的用作伺服器的JVM，通常將-Xms和-Xmx設定為相等。

  方法區（Perm）

 分割槽作用：

也被成為持久代，用來存放JVM載入的型別資訊。包括: 型別基本資訊，常量池，欄位資訊，方法資訊，類變數，指向ClassLoader的引用，Class類的引用，方法表等。方法區是全域性共享的，在一定條件下也會被GC。

 相關引數：

-XX:PermSize        --設定Perm區的初始大小

-XX:MaxPermSize    --設定Perm區的最大值

  JVM方法棧（注意：不是分割槽）

 作用： 

JVM方法棧為JVM執行緒私有記憶體，當方法執行完畢後，其對應的棧幀記憶體會自動釋放

 相關引數：

-Xss                  --設定方法棧的最大值

 TLAB：

JVM所佔用的主要記憶體都是從堆空間分配的，堆是所有執行緒共享的，因此在堆上分配記憶體需要加鎖，Sun JDK為提升效率，會為每個新建的執行緒在Eden上分配一塊獨立的空間由該執行緒獨享，這塊空間稱為TLAB（Thread Local Allocation Buffer）。其大小由JVM根據執行情況計算得到，也可通過引數-XX:TLABWasteTargetPercent來設定TLAB可佔用的Eden空間的百分比，預設值為1%。在TLAB上分配記憶體不需要加鎖，因此JVM在給執行緒中的物件分配記憶體時會盡量在TLAB上分配。如果物件過大或TLAB用完，則仍然在堆上進行分配。

2.Sun JDK GC收集器

收集器主要分為引用計數器和跟蹤收集器兩種，Sun JDK中採用跟蹤收集器作為GC實現策略。

  跟蹤收集器簡介

跟蹤收集器採用集中式的管理方式，全域性記錄資料的引用狀態。觸發執行時需要從根節點來掃描物件的引用關係，可能會造成應用程式暫停。主要有三種實現演算法：複製（Copying） 、 標記-清除（Mark-Sweep） 、 標記-壓縮（Mark-Compact） 。下文將簡單介紹這三種演算法的過程，有助於後續的GC策略理解和分析。

  複製（Copying）

 演算法：複製採用的方式為從根集合掃描出存活的物件，並將找到的存活物件複製到一塊新的完全未使用的空間中。  過程：注意，紅叉為不存活的物件所佔用記憶體空間

  標記-清除（Mark-Sweep）

 演算法：標記-清除採用的方式為從根集合開始掃描，對存活的物件進行標記，標記完畢後，再掃描整個空間中未標記的物件，並進行回收。  過程：

ü   優缺點：在空間中存活物件較多的情況下較為高效，但由於該演算法為直接回收不存活物件所佔用的記憶體，因此會造成記憶體碎片。

標記-壓縮（Mark-Compact）

ü   演算法：標記階段與“標記-清除”演算法相同，但在清除階段有所不同。在回收不存活物件所佔用的記憶體空間後，會將其他所有存活物件都往左端空閒的空間進行移動，並更新引用其物件指標。

ü   過程：

ü   優缺點：在“標記-清除”的基礎上還需要進行物件移動，成本相對較高，好處則是不產生記憶體碎片。

3.  Sun JDK GC策略

圖4 Sun JDK中可用的GC方式

基於上一小節講解的跟蹤收集器演算法，Sun JDK在新生代和老生代進行了不同的演算法實現，形成了上圖中的GC方式分佈。本小節將具體介紹新生代和老生帶的GC策略及組合方式。

  新生代 – 序列GC（Serial Copying）

 演算法：複製（Copy）

 過程：

 1. 掃描出新生代中存活的物件；

 2. Minor GC將存活的物件複製到做為To Space的S0/S1區；

 3. 之前做為To Space/From Spache的S0/S1區對換角色；

 4. 經歷過幾次Minor GC仍然存活的物件，放入老生代。

  新生代 – 並行回收GC（Parallel Scavenge）

 演算法：複製（Copy）

 過程：在掃描和複製時均採用多執行緒方式進行（如下圖），並且並行回收GC為大的新生代回收做了很多優化（可以自行擴充套件閱讀相關資料）。

 優勢：在多CPU的機器上其GC耗時會比序列方式短，適合多CPU、對暫停時間要求較短的應用。  配置方式：本身是Server級別多CPU機器上的預設GC方式，也可以通過-XX:+UseParallelGC來指定，並且可以採用-XX:ParallelGCThread來指定執行緒數。

  新生代 – 並行GC（ParNew）

 演算法：複製（Copy）  過程：與並行回收GC（Parallel Scavenge）的區別在於並行GC（ParNew）必須配合老生代使用CMS GC。原因是CMS GC在進行老生代GC時，有些過程是併發執行的。如果此時發生了Minor GC，需要進行相應處理，而並行回收GC（Parallel Scavenge）是沒有做這些處理的。也正是如此，ParNew GC不可與並行的老生代GC同時使用。  配置方式：在配置為CMS GC的情況下，新生代預設使用並行GC（ParNew）方式，也可以通過-XX:+UseParNewGC來指定。

  老生代 – 序列GC（Serial MSC）

 演算法：Mark-Sweep-Compact，該演算法結合Mark-Sweep和Mark-Compact做了一些改進。  過程：  1. 掃描出老生代中存活的物件，進行標識；  2. 遍歷整個老生代和持久代記憶體空間，找出未被標識的物件，並回收其記憶體；  3. 進行滑動壓縮（Sliding Compaction），將存活物件向老生代空間的開始處滑動，最終留出一塊連續的到結尾的記憶體空間。  優缺點：序列執行的過程中為單執行緒，需要暫停應用並耗時較長。  配置方式：是client模式預設採用的GC方式，也可以通過-XX:UseSerialGC進行指定。

  老生代 – 並行GC（Parallel Mark Sweep、Parallel Compacting）

 演算法：Mark -Compact  過程：  1. 將老生代劃分為並行執行緒個數的區域（regions）；  2. 並行進行存活物件掃描和標記；  3. 單執行緒對各區域進行掃描，標記需要壓縮移動的區域；  4. 並行進行物件移動和區域不存活物件的回收。  優缺點：多執行緒同時操作以及dense prefix優化，會縮短應用暫停時間。但由於老生代較大，在掃描和標識物件上需要花費較長時間。  配置方式：通過-XX:+UseParallelGC來指定使用Parallel Mark Sweep；通過-XX:UseParallelOldGC來指定使用Parallel Compacting。

  老生代 – 併發GC（CMS：Concurrent Mark-Sweep GC）

 演算法：Mark –Sweep  過程：  1. 第一次標記（Initial Marking）：暫停整個應用，掃描從根集合點到老生代中可直接訪問到的物件，並進行標記；  2. 併發標記（Concurrent Marking）：恢復所有應用的執行緒，同時開始併發對之前標記過的物件進行輪循，以標記這些物件可訪問的物件；  3. 重新標記（Remark）：暫停整個應用，掃描在第二步中被改變引用關係或新建立的物件，並進行標記；  4. 併發收集（Concurrent Sweeping）：恢復所有應用的執行緒，將沒有標記的物件進行單執行緒回收。針對記憶體碎片，CMS會盡量將相鄰的塊重新組裝成一個塊。

 優缺點：如上圖，優點是隻有在第一次標記和重新標記階段需要暫停整個應用，所以能夠做到影響應用響應時間很短。缺點是併發標記和併發收集階段CMS會與應用執行緒爭用CPU資源（用增量CMS模式可以緩解），並且容易產生記憶體碎片，free-list機制會導致Minor GC效率下降。

 配置方法：通過-XX:UseConcMarkSweepGC來啟動老生代CMS GC；通過-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection來啟動記憶體碎片整理功能（整理也會暫停應用）。

  4.Sun JDK GC預設策略及組合策略

ü   Clinet、Server模式預設GC策略

新生代GC方式	舊生代和持久代GC方式
Client	序列GC	序列GC
Server	並行回收GC	Parallel Mark Sweep GC

ü   Sun JDK GC組合方式

新生代GC	舊生代和持久代GC
-XX:+UseSerialGC	序列GC	序列GC
-XX:+UseParallelGC	並行回收GC	Parallel Mark Sweep GC
-XX:+UseConcMarkSweepGC	並行GC	併發GC 當出現Concurrent Mode Failure時採用序列GC
-XX:+UseParNewGC	並行GC	序列GC
-XX:+UseParallelOldGC	並行回收GC	Parallel Mark Conpact
-XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:-UseParNewGC	序列GC	併發GC 當出現Concurrent Mode Failure或Promotion Failed時採用序列GC
不支援的組合方式	1．-XX:+UseParNewGC -XX:+UseParallelOldGC 2．-XX:+UseParNewGC -XX:+UseSerialGC