聊聊JVM（二）说说GC的一些常见概念

上一篇总结GC的基础算法，各种GC收集器的基本原理，还是比较粗粒度的概念。这篇会整理一些GC的常见概念，理解了这些概念，相信对GC有更加深入的理解

1. 什么时候会触发Minor GC?

•     Eden区域满了，或者新创建的对象大小 > Eden所剩空间
•     CMS设置了CMSScavengeBeforeRemark参数，这样在CMS的Remark之前会先做一次Minor GC来清理新生代，加速之后的Remark的速度。这样整体的stop-the world时间反而断
•     Full GC的时候会先触发Minor GC

2. 什么时候会触发Full GC?

• Minor GC后存活的对象晋升到老年代时由于悲观策略的原因，有两种情况会触发Full GC, 1种是之前每次晋升的对象的平均大小 > 老年代剩余空间
• 1种是Minor GC后存活的对象超过了老年代剩余空间。这两种情况都是因为老年代会为新生代对象的晋升提供担保，而每次晋升的对象的大小是无法预测的，所以只能基于统计，1个是基于历史平均水平，一个是基于下一次可能要晋升的最大水平。这两种情况都是属于promotion failure
• CMS失败，发生concurrent mode failure会引起Full GC，这种情况下会使用Serial Old收集器，是单线程的，对GC的影响很大。concurrent mode failure产生的原因是老年代剩余的空间不够，导致了和gc线程并发执行的用户线程创建的大对象(由PretenureSizeThreshold控制新生代直接晋升老年代的对象size阀值)不能进入到老年代，只要stop the world来暂停用户线程，执行GC清理。可以通过设置CMSInitiatingOccupancyFraction预留合适的CMS执行时剩余的空间
• 新生代直接晋升到老年代的大对象超过了老年代的剩余空间，引发Full GC。注意于promotion failure的区别，promotion failure指的是Minor GC后发生的担保失败
  
• Perm永久代空间不足会触发Full GC，可以让CMS清理永久代的空间。设置CMSClassUnloadingEnabled即可
• System.gc()引起的Full GC，可以设置DisableExplicitGC来禁止调用System.gc引发Full GC

3. CMS不等于Full GC，很多人会认为CMS肯定会引发Minor GC。CMS是针对老年代的GC策略，原则上它不会去清理新生代，只有设置CMSScavengeBeforeRemark优化时，或者是concurrent mode failure的时候才会去做Minor GC

4. 什么情况下新生代对象会晋升到老年代？

• 当对象大小超过了PretenureSizeThreshold设置的对象大小阀值时，对象直接在老年代分配空间
• 当age从1开始的对象大小累计超过了Survivor区域的1/2(TargetSurvivorRatio所定义)时，会计算一个Thenuring Threshold，超过这个年龄的新生代对象会进入到老年代，即使这时候新生代还有很多的空间。注意MaxTenuringThreshold只是设置了最大的Thenuring Threshold，不是说只有大于Max Tenuring Threshold才会进入到老年代，而是只要超过了计算出来的Tenuring Threshold就会进入老年代，MaxTenuringThreshold规定了Tenuring Threshold的最大值而已。Tenuring Threshold这个值在每一轮GC后都会动态计算，它与TargetSurvivorRatio以及Survivor区的大小有关系，TargetSurivivor默认是50即Survivor的1/2, 会计算出一个Desired Survivor Size，当age从1开始的对象大小累计超过了这个Desired Survivor Size，那么这个age就是Tenuring Threshold的值
  

5. 一旦对象进入了老年代，那么只有触发CMS(只针对CMS而言)或者Full GC的时候才能被清除

6. Heap什么时候会发生OOM？

• 当花在GC的时间超过了GCTimeLimit，这个值默认是98%
• 当GC后的容量小于GCHeapFreeLimit，这个值默认是2%
  

7. 什么是剩余空间不够？

剩余空间不够不是说整体的空间不够分配某个对象，而是说连续的空间不够分配给某个对象。所以一旦内存碎片大多就可能发生剩余空间不够的问题，所以CMS这种收集器，需要在标记-清除几次之后进行压缩，进行优化。CMSFullGCsBeforeCompaction可以设置进行几次清除之后进行压缩

8. Full GC的次数说的是stop the world的次数，所以一次CMS至少会让Full GC的次数+2，因为CMS Initial mark和remark都会stop the world，记做2次。而CMS可能失败再引发一次Full GC

9. JMI默认会一个小时调用一次System.gc()清理缓存，所以可以DisableExplicitGC，也可以设置sun.rmi.dgc.client.gcInterval和sun.rmi.dgc.server.gcInterval参数来规定JMI清理的时间

10. 对于性能调优来说，应该理解对于给定的硬件，给定的算法(垃圾收集器)，单个/多个线程单位时间内能够回收的空间是接近一个常量的。如果想要缩短GC的时候，就要考虑是否要相应调小空间

11. CMS收集器会了减少stop the world的时间，让GC线程和业务线程并发，这样也就相对拉长了CMS收集器单次GC的时间

12. 尽可能地让对象停留在新生代，因为新生代采用了复制算法，相对收回得更快，而且Minor GC的次数肯定比Full GC多，那么对象在新生代被清除的更能性会更高。而对象一旦进入到老年代，那么只有Full GC时才会回收，对象在整个系统停留的时间就会很长，很可能创建的它的线程早就死了，而它还活着

13. 为了尽可能让对象停留在新生代，就要注意设置Survivor区域的大小，因为它直接和对象是否进入老年代相关。之前就遇到过这种情况，明明新生代还有很大的空间，但是每次Minor GC后总是有对象进入到了老年代。后来发现由于Survivor太小，导致Tenuring Threshold为1，意思是年龄为1的对象大小超过了Survivor / 2(可通过TargetSurvivorRatio来调节，默认是50，即1/2)，年龄只要超过1的对象这时候就要直接进入老年代了。而进入老年代，对象就只有在Full GC的时候才会被清除。而如果调大了Survivor空间，让对象对象尽量接近Max Tenuring Threshold时才进入到老年代，这时候会大大减少老年代的对象大小，并且让对象在新生代停留时间变长，提高了它们被快速清理出系统的概率。

最后

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