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为什么新生代内存需要有两个Survivor区?

技术杂谈 勤劳的小蚂蚁 3个月前 (02-02) 59次浏览 已收录 0个评论 扫描二维码

对于常见的GC算法,我们都应该知道,例如:标记清除算法、复制算法、标记整理算法等。标记清除算法由于回收之后存在大量的内存碎片,存在效率和空间问题!为了解决效率问题,引出了复制算法!熟悉GC算法的小伙伴应该都看过周志明老师的《深入理解Java虚拟机》这本书。因此,这里不再讨论这几种GC算法的区别,这里假设大家都已经有所了解,为了照顾遗忘的小伙伴,这里祭出周志明老师的部分文章内容,没有了解的赶紧下来补习一下!以下来自该书的截图:(注:这里只做交流学习使用!如需阅读请购买正版!
那么问题来了,在JVM的新生代内存中,为什么除了Eden区,还要设置两个Survivor区?这是本篇文章探讨的主要内容,我们一步一步的来分析!

一、为什么要有Survivor区

先不去想为什么有两个Survivor区,第一个问题是,设置Survivor区的意义在哪里?
如果没有Survivor,Eden区每进行一次Minor GC,存活的对象就会被送到老年代。老年代很快被填满,触发Major GC(因为Major GC一般伴随着Minor GC,也可以看做触发了Full GC)。老年代的内存空间远大于新生代,进行一次Full GC消耗的时间比Minor GC长得多。你也许会问,执行时间长有什么坏处?频发的Full GC消耗的时间是非常可观的,这一点会影响大型程序的执行和响应速度,更不要说某些连接会因为超时发生连接错误了。
好,那我们来想想在没有Survivor的情况下,有没有什么解决办法,可以避免上述情况:
显而易见,没有Survivor的话,上述两种解决方案都不能从根本上解决问题。
我们可以得到第一条结论:Survivor的存在意义,就是减少被送到老年代的对象,进而减少Full GC的发生,Survivor的预筛选保证,只有经历16次Minor GC还能在新生代中存活的对象,才会被送到老年代。

二、为什么要设置两个Survivor区

设置两个Survivor区最大的好处就是解决了碎片化,下面我们来分析一下。
为什么一个Survivor区不行?第一部分中,我们知道了必须设置Survivor区。假设现在只有一个survivor区,我们来模拟一下流程: 
刚刚新建的对象在Eden中,一旦Eden满了,触发一次Minor GC,Eden中的存活对象就会被移动到Survivor区。这样继续循环下去,下一次Eden满了的时候,问题来了,此时进行Minor GC,Eden和Survivor各有一些存活对象,如果此时把Eden区的存活对象硬放到Survivor区,很明显这两部分对象所占有的内存是不连续的,也就导致了内存碎片化。 
我绘制了一幅图来表明这个过程。其中色块代表对象,白色框分别代表Eden区(大)和Survivor区(小)。Eden区理所当然大一些,否则新建对象很快就导致Eden区满,进而触发Minor GC,有悖于初衷。
碎片化带来的风险是极大的,严重影响Java程序的性能。堆空间被散布的对象占据不连续的内存,最直接的结果就是,堆中没有足够大的连续内存空间,接下去如果程序需要给一个内存需求很大的对象分配内存。。。画面太美不敢看。。。这就好比我们爬山的时候,背包里所有东西紧挨着放,最后就可能省出一块完整的空间放相机。如果每件行李之间隔一点空隙乱放,很可能最后就要一路把相机挂在脖子上了。
那么,顺理成章的,应该建立两块Survivor区,刚刚新建的对象在Eden中,经历一次Minor GC,Eden中的存活对象就会被移动到第一块survivor space S0,Eden被清空;等Eden区再满了,就再触发一次Minor GC,Eden和S0中的存活对象又会被复制送入第二块survivor space S1(这个过程非常重要,因为这种复制算法保证了S1中来自S0和Eden两部分的存活对象占用连续的内存空间,避免了碎片化的发生)。S0和Eden被清空,然后下一轮S0与S1交换角色,如此循环往复。如果对象的复制次数达到16次,该对象就会被送到老年代中。下图中每部分的意义和上一张图一样,就不加注释了。 
上述机制最大的好处就是,整个过程中,永远有一个survivor space是空的,另一个非空的survivor space无碎片。
那么,Survivor为什么不分更多块呢?比方说分成三个、四个、五个?显然,如果Survivor区再细分下去,每一块的空间就会比较小,很容易导致Survivor区满,因此,我认为两块Survivor区是经过权衡之后的最佳方案。

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