1 前置知识

1.1 Minor GC 与Full GC

Minor GC: 新生代GC，是指发生新生代的垃圾收集动作。Minor GC非常频繁，回收速度一般也比较快。

Full GC: 老年代GC，也称Major GC,是指老年代的GC，出现了Major GC经常会伴随至少一次的Minor GC（并发绝对），Major GC的速度一般会比Minor GC的慢10倍以上。

Minor GC	当年轻代空间不足时（这里指当时是Eden区而非Survivor区）
Full GC	调用System.gc(),系统建议执行Full GC,但非绝对；老年代空间不足；方法区空间不足；通过Minor GC后进入老年代的平均大小大于老年代的可用空间；由Eden区,survivor from 向survivor to区复制时，对象大于to可用内存，此时会把该对象转存到老年代，但是老年代可用空间小于该对象大小。

表 Minor GC与Full GC触发条件

图正常情况下Minnor GC运行过程

上图所述的情况是对象没进入老年代的场景。存在以下情况，对象会进入老年代。

1）大对象直接进入老年代。超过-XX:PretenureSizeThreshold(仅对部份回收器有效，对于Parallel回收器，该参数不生效)设定的大小后会直接进入老年代。

2）长期存活的对象将进入老年代。对象在Survivor区中没熬过一次Minor GC，年龄就增加1岁。当增加到一定程度(默认为15),就会被晋升到老年代中。年龄阈值由-XX:MaxTenuringThreshold设置。

3）动态对象年龄判断。如果在Survivor空间中相同年龄所有对象的总和大于Survivor空间的一半，年龄大于或等于该年龄的对象就可直接进入老年代。

4）空间分配担保进入。Minor GC后，如果Survivor无法容纳存活下来的对象，那么这些对象会被直接送入老年代（前提是老年代本身还有容纳这些对象的剩余空间）。

1.2 虚拟机及垃圾收集器的日志

在JDK 9以前，HotSpot并没有提供统一的日志处理框架，虚拟机各个功能模块的日志开关分布在不同的参数上。直到JDK 9，HotSpot所有功能的日志都收归到了“-Xlog”参数上。

本文的JDK版本的JDK 8。

-Xms	程序启动时占用内存大小。一般来说，设置值大点，程序会启动得快一点。
-Xmx	程序运行期间最大可占用的内存大小。
-Xss	每个线程的堆栈大小。
-Xmn	新生代大小。
-XX:+PrintGCDetails	打印gc详细信息。
-XX:SurvivorRatio=8	新生代中Eden与两个Survivor的比值。
-XX:MaxTenuringThreshold=15	新生代进入老年代的年龄阈值。

jdk 9之前的常用日志参数

1.2.1 gc详细日志字段说明

图 gc日志截图

图 GC日志参数字段

图 GC日志-Eden空间字段

2 实战：新生代到老年代

使用命令java -XX:+PrintCommandLineFlags -version 查看回收器等信息：

图当前系统使用的回收器相关信息

如图所示，当前系统使用的回收器是ParallelGC。本节验证的是Serial加Serial Old收集器组合下的内存分配和回收策略。vm配置如下:

-Xms20M -Xmx20M -Xmn10M -XX:+UseSerialGC -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8

2.1 大对象直接进入老年代

XX:PretenureSizeThreshold参数指定大于等于该设置值的对象直接在老年代分配。在vm配置中加上-XX:PretenureSizeThreshold=3M。

public class BigObject {
    private static final int _1MB = 1024 * 1024;

    public static void main(String[] args) {
        byte[] all1,all2,all3,all4,all5,all6,all7;
        all2 = new byte[2 * _1MB];
    }
}

图 BigObject运行结果

如上图所示，对象还未进入老年代。先将all2 = new byte[2*_1MB] 改成 all2 = new byte[3*_1MB]。

图 all2更改大小后的运行结果

大对象已直接进入老年代。

2.2 长期存活的对象将进入老年代

当对象年龄增加到一定程度（-XX:MaxTenuringThreshold参数控制，默认为15）,在下次GC时，就会晋升到老年代。在vm配置中加上：

-XX:MaxTenuringThreshold=1 -XX:PretenureSizeThreshold=7M

public class BigObject {
    private static final int _1MB = 1024 * 1024;

    public static void main(String[] args) {
        byte[] all1,all2,all3,all4,all5,all6,all7;
        all1 = new byte[_1MB / 4];
        all2 = new byte[_1MB * 6];
        all2 = null;
        all2 = new byte[_1MB * 6];
        all2 = null;
        all2 = new byte[_1MB * 6];
    }
}