? ? 最近做一個ETL的項目模塊，經(jīng)常由于查詢數(shù)據(jù)量比較大用消息中間件MQ時引起了內(nèi)存溢出的報錯。做完后沒事研究了一下JVM和垃圾回收的相關(guān)知識點。

一：垃圾回收機制的意義

java ?語言中一個顯著的特點就是引入了java回收機制，是c++程序員最頭疼的內(nèi)存管理的問題迎刃而解，它使得java程序員在編寫程序的時候不在考慮內(nèi)存管理。由于有個垃圾回收機制，java中的額對象不在有“作用域”的概念，只有對象的引用才有“作用域”。垃圾回收可以有效的防止內(nèi)存泄露，有效的使用空閑的內(nèi)存；

說到這，不得不提起內(nèi)存泄漏（memory leak）和內(nèi)存溢出（out of memory）

內(nèi)存泄漏：是指程序在申請內(nèi)存后，無法釋放已申請的內(nèi)存空間，一次內(nèi)存泄漏似乎不會有大的影響，但內(nèi)存泄漏堆積后的后果就是內(nèi)存溢出。

內(nèi)存溢出：指程序申請內(nèi)存時，沒有足夠的內(nèi)存供申請者使用，或者說，給了你一塊存儲int類型數(shù)據(jù)的存儲空間，但是你卻存儲long類型的數(shù)據(jù)，那么結(jié)果就是內(nèi)存不夠用，此時就會報錯OOM,即所謂的內(nèi)存溢出。?

通俗的說就是停車場（堆）保安（gc）讓很久不用的廢棄車子(無用的對象)從車位上挪走，但是這個車子又沒辦法挪走。這就是內(nèi)存泄漏。停車場所有的車位都有車子占用了，再來車子沒地了，或者說給你一個小汽車的停車位（int），你非要停一輛高鐵(Long)，這就是內(nèi)存溢出。

內(nèi)存泄露量大到一定程度會導致內(nèi)存溢出。但是內(nèi)存溢出不一定是內(nèi)存泄露引起的。

內(nèi)存泄漏的分類（按發(fā)生方式來分類）

常發(fā)性內(nèi)存泄漏。發(fā)生內(nèi)存泄漏的代碼會被多次執(zhí)行到，每次被執(zhí)行的時候都會導致一塊內(nèi)存泄漏。

偶發(fā)性內(nèi)存泄漏。發(fā)生內(nèi)存泄漏的代碼只有在某些特定環(huán)境或操作過程下才會發(fā)生。常發(fā)性和偶發(fā)性是相對的。對于特定的環(huán)境，偶發(fā)性的也許就變成了常發(fā)性的。所以測試環(huán)境和測試方法對檢測內(nèi)存泄漏至關(guān)重要。

一次性內(nèi)存泄漏。發(fā)生內(nèi)存泄漏的代碼只會被執(zhí)行一次，或者由于算法上的缺陷，導致總會有一塊僅且一塊內(nèi)存發(fā)生泄漏。比如，在類的構(gòu)造函數(shù)中分配內(nèi)存，在析構(gòu)函數(shù)中卻沒有釋放該內(nèi)存，所以內(nèi)存泄漏只會發(fā)生一次。

隱式內(nèi)存泄漏。程序在運行過程中不停的分配內(nèi)存，但是直到結(jié)束的時候才釋放內(nèi)存。嚴格的說這里并沒有發(fā)生內(nèi)存泄漏，因為最終程序釋放了所有申請的內(nèi)存。但是對于一個服務器程序，需要運行幾天，幾周甚至幾個月，不及時釋放內(nèi)存也可能導致最終耗盡系統(tǒng)的所有內(nèi)存。所以，我們稱這類內(nèi)存泄漏為隱式內(nèi)存泄漏

內(nèi)存溢出原因：?
1.內(nèi)存中加載的數(shù)據(jù)量過于龐大，如一次從數(shù)據(jù)庫取出過多數(shù)據(jù)；?
2.集合類中有對對象的引用，使用完后未清空，使得JVM不能回收；?
3.代碼中存在死循環(huán)或循環(huán)產(chǎn)生過多重復的對象實體；?
4.使用的第三方軟件中的BUG；?
5.啟動參數(shù)內(nèi)存值設(shè)定的過小

內(nèi)存溢出的解決方案：?

第一步，修改JVM啟動參數(shù)，直接增加內(nèi)存。(-Xms，-Xmx參數(shù)一定不要忘記加。)

第二步，檢查錯誤日志，查看“OutOfMemory”錯誤前是否有其 它異常或錯誤。

第三步，對代碼進行走查和分析，找出可能發(fā)生內(nèi)存溢出的位置。

二：垃圾回收策略

分代的垃圾回收策略，是基于這樣一個事實：不同的對象的生命周期是不一樣的。因此，不同生命周期的對象可以采取不同的回收算法，以便提高回收效率。

年輕代（Young Generation）

1.所有新生成的對象首先都是放在年輕代的。年輕代的目標就是盡可能快速的收集掉那些生命周期短的對象。

2.新生代內(nèi)存按照8:1:1的比例分為一個eden區(qū)和兩個survivor(survivor0,survivor1)區(qū)。一個Eden區(qū)，兩個 Survivor區(qū)(一般而言)。大部分對象在Eden區(qū)中生成。回收時先將eden區(qū)存活對象復制到一個survivor0區(qū)，然后清空eden區(qū)，當這個survivor0區(qū)也存放滿了時，則將eden區(qū)和survivor0區(qū)存活對象復制到另一個survivor1區(qū)，然后清空eden和這個survivor0區(qū)，此時survivor0區(qū)是空的，然后將survivor0區(qū)和survivor1區(qū)交換，即保持survivor1區(qū)為空，?如此往復。

3.當survivor1區(qū)不足以存放 eden和survivor0的存活對象時，就將存活對象直接存放到老年代。若是老年代也滿了就會觸發(fā)一次Full GC，也就是新生代、老年代都進行回收

4.新生代發(fā)生的GC也叫做Minor GC，MinorGC發(fā)生頻率比較高(不一定等Eden區(qū)滿了才觸發(fā))

年老代（Old Generation）

1.在年輕代中經(jīng)歷了N次垃圾回收后仍然存活的對象，就會被放到年老代中。因此，可以認為年老代中存放的都是一些生命周期較長的對象。

2.內(nèi)存比新生代也大很多(大概比例是1:2)，當老年代內(nèi)存滿時觸發(fā)Major GC即Full GC，Full GC發(fā)生頻率比較低，老年代對象存活時間比較長，存活率標記高。

持久代（Permanent Generation）

用于存放靜態(tài)文件，如Java類、方法等。持久代對垃圾回收沒有顯著影響，但是有些應用可能動態(tài)生成或者調(diào)用一些class，例如Hibernate 等，在這種時候需要設(shè)置一個比較大的持久代空間來存放這些運行過程中新增的類。

說到持久代，也稱永久代，不得不說一句，在jdk新版本中，已經(jīng)沒有了永久代這個區(qū)域。

三.GC（垃圾收集器）

新生代收集器使用的收集器：Serial、PraNew、Parallel Scavenge

老年代收集器使用的收集器：Serial Old、Parallel Old、CMS

Serial收集器（復制算法)

新生代單線程收集器，標記和清理都是單線程，優(yōu)點是簡單高效。

Serial Old收集器(標記-整理算法)

老年代單線程收集器，Serial收集器的老年代版本。

ParNew收集器(停止-復制算法)　

新生代收集器，可以認為是Serial收集器的多線程版本,在多核CPU環(huán)境下有著比Serial更好的表現(xiàn)。

Parallel?Scavenge收集器(停止-復制算法)

并行收集器，追求高吞吐量，高效利用CPU。吞吐量一般為99%，?吞吐量=?用戶線程時間/(用戶線程時間+GC線程時間)。適合后臺應用等對交互相應要求不高的場景。

Parallel?Old收集器(停止-復制算法)

Parallel?Scavenge收集器的老年代版本，并行收集器，吞吐量優(yōu)先

CMS(Concurrent?Mark?Sweep)收集器（標記-清理算法）

高并發(fā)、低停頓，追求最短GC回收停頓時間，cpu占用比較高，響應時間快，停頓時間短，多核cpu?追求高響應時間的選擇

四：GC的執(zhí)行機制

由于對象進行了分代處理，因此垃圾回收區(qū)域、時間也不一樣。GC有兩種類型：Scavenge GC和Full GC。

Scavenge GC

一般情況下，當新對象生成，并且在Eden申請空間失敗時，就會觸發(fā)Scavenge GC，對Eden區(qū)域進行GC，清除非存活對象，并且把尚且存活的對象移動到Survivor區(qū)。然后整理Survivor的兩個區(qū)。這種方式的GC是對年輕代的Eden區(qū)進行，不會影響到年老代。因為大部分對象都是從Eden區(qū)開始的，同時Eden區(qū)不會分配的很大，所以Eden區(qū)的GC會頻繁進行。因而，一般在這里需要使用速度快、效率高的算法，使Eden去能盡快空閑出來。

Full GC

對整個堆進行整理，包括Young、Tenured和Perm。Full GC因為需要對整個堆進行回收，所以比Scavenge GC要慢，因此應該盡可能減少Full GC的次數(shù)。在對JVM調(diào)優(yōu)的過程中，很大一部分工作就是對于FullGC的調(diào)節(jié)。有如下原因可能導致Full GC：

1.年老代（Tenured）被寫滿

2.持久代（Perm）被寫滿

3.System.gc()被顯示調(diào)用

4.上一次GC之后Heap的各域分配策略動態(tài)變化

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Java 垃圾回收机制原理的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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