JVM-一个对象的一生（出生、死亡与内涵）

2018-05-04 约 151 字预计阅读 1 分钟

内存分配的方法有两种：不同垃圾收集器不一样

指针碰撞(Bump the Pointer)
空闲列表(Free List)

分配方法	说明	收集器
指针碰撞(Bump thePointer)	内存地址是连续的（新生代）	Serial 和 ParNew 收集器
比空闲列表(Free List)	内存地址不连续（老年代）	数字CMS 收集器和 Mark-Sweep 收集器

内存分配安全问题

虚拟机给A线程分配内存的过程中，指针未修改，此时B线程同时使用了该内存，有问题

处理方案

CAS乐观锁：JVM虚拟机采用CAS失败重试的方式保证更新操作的原子性
TLAB （Thread Local Allocation Buffer）本地线程分配缓存，预分配

分配主流程：首先从TLAB里面分配，如果分配不到，再使用CAS从堆里面划分

对象内存分配流程

为对象分配内存是一件非常严谨和复杂的任务，JVM 的设计者们不仅需要考虑内存如何分配、在哪里分配等问题，并且由于内存分配算法和内存回收算法密切相关，所以还需要考虑 GC 执行完内存回收后是否会在内存空间中产生内存碎片。

new 的对象先放在伊甸园区，此区有大小限制
当伊甸园的空间填满时，程序又需要创建对象，JVM 的垃圾回收器将对伊甸园区进行垃圾回收（Minor GC），将伊甸园区中的不再被其他对象所引用的对象进行销毁。再加载新的对象放到伊甸园区
然后将伊甸园中的剩余对象移动到幸存者 0 区
如果再次触发垃圾回收，此时上次幸存下来的放到幸存者 0 区，如果没有回收，就会放到幸存者 1 区
如果再次经历垃圾回收，此时会重新放回幸存者 0 区，接着再去幸存者 1 区
什么时候才会去养老区呢？默认是 15 次回收标记
在养老区，相对悠闲。当养老区内存不足时，再次触发 Major GC，进行养老区的内存清理
若养老区执行了 Major GC 之后发现依然无法进行对象的保存，就会产生 OOM 异常

对象内存分配

新生代：新对象大多数都默认进入新生代的Eden区

进入老年代的条件：四种情况

存活年龄太大，默认超过15次【-XX:MaxTenuringThreshold】
动态年龄判断：MinorGC之后，发现Survivor区中的一批对象的总大小大于了这块Survivor区的50%，那么就会将此时大于等于这批对象年龄最大值的所有对象，直接进入老年代。
- 举个栗子：Survivor区中有一批对象，年龄分别为年龄1+年龄2+年龄n的多个对象，对象总和大小超过了Survivor区域的50%，此时就会把年龄n及以上的对象都放入老年代。
- 为什么会这样？希望那些可能是长期存活的对象，尽早进入老年代。
- -XX:TargetSurvivorRatio可以指定
大对象直接进入老年代：前提是Serial和ParNew收集器
- 举个栗子：字符串或数组
- -XX:PretenureSizeThreshold 一般设置为1M
- 为什么会这样？为了避免大对象分配内存时的复制操作降低效率。避免了Eden和Survivor区的复制
MinorGC后，存活对象太多无法放入Survivor

空间担保机制

当新生代无法分配内存的时候，我们想把新生代的老对象转移到老年代，然后把新对象放入腾空的新生代。此种机制我们称之为内存担保。

MinorGC前，判断老年代可用内存是否小于新时代对象全部对象大小，如果小于则继续判断
判断老年代可用内存大小是否小于之前每次MinorGC后进入老年代的对象平均大小
- 如果是，则会进行一次FullGC，判断是否放得下，放不下OOM
- 如果否，则会进行一些MinorGC：
  - MinorGC后，剩余存活对象小于Survivor区大小，直接进入Survivor区
  - MinorGC后，剩余存活对象大于Survivor区大小，但是小于老年代可用内存，直接进入老年代
  - MinorGC后，剩余存活对象大于Survivor区大小，也大于老年代可用内存，进行FullGC
  - FullGC之后，任然没有足够内存存放MinorGC的剩余对象，就会OOM

老年代的担保示意图

小结

当Eden区存储不下新分配的对象时，会触发minorGC
GC之后，还存活的对象，按照正常逻辑，需要存入到Survivor区。
当无法存入到幸存区时，此时会触发担保机制
发生内存担保时，需要将Eden区GC之后还存活的对象放入老年代。后来的新对象或者数组放入Eden区。

对象内存布局

对象里的三个区

对象头

标记字段：存储对象运行时自身数据

默认：对象Hashcode，GC分代年龄，锁状态
存储数据结构并不是固定的
这部分在 64 位操作系统下占 8 字节，32 位操作系统下占 4 字节。

类型指针：对象指向类元数据的指针

对象指向它的类元数据的指针，虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪一个类的实例。
开启指针压缩占4字节，不开启8字节，默认是开启的

数组长度

这部分只有是数组对象才有，若是是非数组对象就没这部分。这部分占 4 字节。

对象头信息是与对象自身定义的数据无关的额外存储成本。考虑到虚拟机的空间效率，Mark Word被设计成一个非固定的数据结构，以便在极小的空间内，尽量多的存储数据，它会根据对象的状态复用自己的存储空间，也就是说，Mark Word会随着程序的运行发生变化，变化状态如下（JDK1.8）。

实例数据

用于存储对象中的各类类型的字段信息（包括从父类继承来的）

对齐填充

Java 对象的大小默认是按照 8 字节对齐，也就是说 Java 对象的大小必须是 8 字节的倍数。若是算到最后不够 8 字节的话，那么就会进行对齐填充。
那么为何非要进行 8 字节对齐呢？这样岂不是浪费了空间资源？
其实不然，由于 CPU 进行内存访问时，一次寻址的指针大小是 8 字节，正好也是 L1 缓存行的大小。如果不进行内存对齐，则可能出现跨缓存行的情况，这叫做缓存行污染。

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