新生代老年代永久代

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概述

HotSpot是一种JVM，是jdk的默认虚拟机。HotSpot是较新的Java虚拟机技术，用来代替JIT(Just in Time)技术，可以大大提高Java运行的性能。

Java原先是把源代码编译为字节码在虚拟机执行，这样执行速度较慢。而该技术将常用的部分代码编译为本地(原生，native)代码，这样显著提高了性能。用于服务器版和标准版的HotSpot有所不同。

内存空间分类

线程栈空间

包括程序计数器、java线程栈和本地线程栈

元数据区Metaspace

Java8中的Metaspace就是以前的永久代，存放了要加载的类信息、静态变量、final类型的常量、属性和方法信息。

堆

Java 中的堆是 JVM 所管理的最大的一块内存空间，主要用于存放各种类的实例对象。在 Java 中，堆被划分成两个不同的区域：新生代 ( Young )、老年代 ( Old )。默认的，新生代 ( Young ) 与老年代 ( Old ) 的比例的值为 1:2。

其中，堆的大小可以通过参数 –Xms、-Xmx 来指定。

新生代

新生代 ( Young ) 又被划分为三个区域：Eden、From Survivor、To Survivor。单个区域的空间比例是8:1:1。JVM 每次只会使用 Eden 和其中的一块 Survivor 区域来为对象服务，所以无论什么时候，总是有一块 Survivor 区域是空闲着的。 因此，新生代实际可用的内存空间为 9/10 ( 即90% )的新生代空间。

新建对象内存分配规则

1、默认会在Eden和From Survivor上分配空间。

2、当申请的空间大小超过新生代的空闲空间时，会直接将对象创建在老生代。当然也可以显示指定这个阈值，只要超过这个阈值的对象，都会直接创建在老生代中。

3、当对象所需的空间大小超过了老生代的空闲空间，则直接回抛出OOM：heap的异常。

内存回收

用javavisualVM来查看，能明显观察到新生代满了后，会把对象转移到旧生代，然后清空继续装载，当旧生代也满了后，就会报outofmemory的异常。

新生代回收：（复制算法）

新生代几乎是所有 Java 对象出生的地方，即 Java 对象申请的内存以及存放都是在这个地方。Java 中的大部分对象通常不需长久存活，具有朝生夕灭的性质。当一个对象被判定为 "死亡" 的时候，GC 就有责任来回收掉这部分对象的内存空间。新生代是 GC 收集垃圾的频繁区域。

在堆中，新生代主要存放的是哪些很快就会被GC回收掉的或者不是特别大的对象（是否设置了-XX：PretenureSizeThreshold 参数）。复制算法的新生代分为3个区：较大的Eden和两个较小的Survivor（默认的Eden：Survivor = 8:1）。发生在新生代的GC为Minor GC 。在Minor GC时会将新生代中还存活着的对象复制进一个Survivor中，然后对Eden和另一个Survivor进行清理。所以，平常可用的新生代大小为Eden的大小+一个Survivor的大小。

老年代回收：（标记-清除算法/标记-整理算法）

老年代则是存放那些在程序中经历了好几次回收仍然还活着或者特别大的对象（是否设置了-XX：PretenureSizeThreshold 参数）。

默认的方式首先是尽量清空新生代 ( YoungGen )，因此在调 System.gc() 时，新生代 ( YoungGen ) 中存活的对象会提前进入老年代

老年代采用的是标记-清除或者标记-整理算法，这两个算法主要看虚拟机采用的哪个收集器，两种算法的区别是：标记-清除可能会产生大量连续的内存碎片。在老年代中的GC则为Major GC。Major GC和Full GC会造成stop-the-world。

标记：（一致）遍历GC Roots，将存活的对象标记

整理：移动所有存活对象，按照内存地址次序依次排列，将末端内存地址以后的内存全部回收

新生代进入老年代的规则

1.分配担保机制：当Minor GC时，新生代存活的对象大于Survivor的大小时，这时一个Survivor装不下它们，那么它们就会进入老年代。

2.如果设置了-XX：PretenureSizeThreshold3M 那么大于3M的对象就会直接就进入老年代。

3.在新生代的每一次Minor GC 都会给在新生代中的对象+1岁，默认到15岁时就会从新生代进入老年代，可以通过-XX：MaxTenuringThreshold来设置这个临界点。

相比较而言，在老年代中的对象比新生代中的对象不易回收许多。

永久代回收：（即方法区回收）

JVM的方法区，也被称为永久代。在这里都是放着一些被虚拟机加载的类信息，静态变量，常量等数据。这个区中的东西比老年代和新生代更不容易回收。

JTW

https://www.jianshu.com/p/1f897ab1eed0

在垃圾回收过程中经常涉及到对对象的挪动（比如上文提到的对象在Survivor 0和Survivor 1之间的复制），进而导致需要对对象引用进行更新。为了保证引用更新的正确性，Java将暂停所有其他的线程，这种情况被称为“Stop-The-World”，导致系统全局停顿。Stop-The-World对系统性能存在影响，因此垃圾回收的一个原则是尽量减少“Stop-The-World”的时间。

不同垃圾收集器的Stop-The-World情况，Serial、Parallel和CMS收集器均存在不同程度的Stop-The-Word情况；而即便是最新的G1收集器也不例外。

Java中一种全局暂停的现象,jvm挂起状态
全局停顿，所有Java代码停止，native代码可以执行，但不能和JVM交互
多半由于jvm的GC引起，如：
1.老年代空间不足。
2.永生代（jkd7）或者元数据空间（jkd8）不足。
3.System.gc()方法调用。
4.CMS GC时出现promotion failed和concurrent mode failure
5.YoungGC时晋升老年代的内存平均值大于老年代剩余空间
6.有连续的大对象需要分配
除了GC还有以下原因：
1.Dump线程--人为因素。
2.死锁检查。
3.堆Dump--人为因素。

作者：陈阳001
链接：https://www.jianshu.com/p/d686e108d15f
来源：简书
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在虚拟机进行GC的时候会需要让所用的线程都停止工作，等待他GC完成，那么他是如何保证所有线程全部都停止工作的呢？

只有当所有线程都跑到了安全点，或者进入安全区域之后，才会进行GC

安全点

在安全点，虚拟机会生成OopMap用来记录引用关系（这也是不能在任何地方停下的原因，如果每一条指令都生成OopMap那么效率会非常低，也会占用大量的空间）

一般安全点设置在以下位置：

方法调用
循环跳转
异常跳转
那么JVM是如何让线程停下的呢？事先会约定一个标志，当需要进行GC的时候，JVM会更改这个标志的值，线程在运行的时候会轮询这个标志，当收到要发生GC信号，他会运行到下一个安全点停下来，等待GC的进行

当然，仅仅用安全点是不够的，有下面一种情况，就是当线程sleep或者阻塞的时候，他根本就不会运行，更谈不上进入安全点了，更不可能让所有的线程去等它，于是引入了安全区域这个概念

安全区域

当线程进入安全区域，如sleep或者阻塞时，会标志自己已经进入了安全区域，当进行GC的时候，就不用去管它了，当他要离开安全区域是，会先看看JVM已经完成了GC没有，如果没有就等到GC完成之后再离开安全区域
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原文链接：https://blog.csdn.net/qq_39907763/java/article/details/79423295

内存溢出分类

除了程序计数器，其他区域都有可能会因为可能的空间不足发生 OutOfMemoryError，简单总结如下：

堆内存不足是最常见的 OOM 原因之一，抛出的错误信息是“java.lang.OutOfMemoryError:Java heap space”，原因可能千奇百怪，例如，可能存在内存泄漏问题；也很有可能就是堆的大小不合理，比如我们要处理比较可观的数据量，但是没有显式指定 JVM 堆大小或者指定数值偏小；或者出现 JVM 处理引用不及时，导致堆积起来，内存无法释放等。
而对于 Java 虚拟机栈和本地方法栈，这里要稍微复杂一点。如果我们写一段程序不断的进行递归调用，而且没有退出条件，就会导致不断地进行压栈。类似这种情况，JVM 实际会抛出 StackOverFlowError；当然，如果 JVM 试图去扩展栈空间的的时候失败，则会抛出 OutOfMemoryError。
对于老版本的 Oracle JDK，因为永久代的大小是有限的，并且 JVM 对永久代垃圾回收（如，常量池回收、卸载不再需要的类型）非常不积极，所以当我们不断添加新类型的时候，永久代出现 OutOfMemoryError 也非常多见，尤其是在运行时存在大量动态类型生成的场合；类似 Intern 字符串缓存占用太多空间，也会导致 OOM 问题。对应的异常信息，会标记出来和永久代相关：“java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space”。
随着元数据区的引入，方法区内存已经不再那么窘迫，所以相应的 OOM 有所改观，出现 OOM，异常信息则变成了：“java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace”。
直接内存不足，也会导致 OOM

jvm配置参数

下面只列举其中的几个常用和容易掌握的配置选项

-Xms	初始堆大小。如：-Xms256m
-Xmx	最大堆大小。如：-Xmx512m
-Xmn	新生代大小。通常为 Xmx 的 1/3 或 1/4。新生代 = Eden + 2 个 Survivor 空间。实际可用空间为 = Eden + 1 个 Survivor，即 90%
-Xss	JDK1.5+ 每个线程堆栈大小为 1M，一般来说如果栈不是很深的话， 1M 是绝对够用了的。
-XX:NewRatio	新生代与老年代的比例，如 –XX:NewRatio=2，则新生代占整个堆空间的1/3，老年代占2/3
-XX:SurvivorRatio	新生代中 Eden 与 Survivor 的比值。默认值为 8。即 Eden 占新生代空间的 8/10，另外两个 Survivor 各占 1/10
-XX:PermSize	永久代(方法区)的初始大小
-XX:MaxPermSize	永久代(方法区)的最大值
-XX:+PrintGCDetails	打印 GC 信息
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError	让虚拟机在发生内存溢出时 Dump 出当前的内存堆转储快照，以便分析用