Работа с поколениями объектов
Java-сборщики мусора реализуют некоторую стратегию сбора мусора поколений, которая умеет классифицировать объекты по возрасту.
Такую необходимость (отмечать и уплотнять все объекты) в JVM можно назвать неэффективной. Так как по мере выделения большого количества объектов их список растет, что приводит к увеличению времени сбора мусора. Эмпирический анализ приложений показал, что большинство объектов в Java недолговечны.
Область памяти кучи в JVM разделена на три секции:
Молодое поколение
Вновь созданные объекты начинаются в молодом поколении. Молодое поколение далее подразделяется на две категории.
- Пространство Эдема — все новые объекты начинают здесь, им выделяется начальная память.
Пространства выживших (FromSpace и ToSpace) — объекты перемещаются сюда из Эдема после того, как пережили один цикл сборки мусора.
Процесс, когда объекты собираются в мусор из молодого поколения, называется малым событием сборки мусора.
Когда пространство Эдема заполнено объектами, выполняется малая сборка мусора. Все мертвые объекты удаляются, а все живые — перемещаются в одно из оставшихся двух пространств. Малая GC также проверяет объекты в пространстве выживших и перемещает их в другое (следующее) пространство выживших.
Возьмем в качестве примера следующую последовательность.
- В Эдеме есть объекты обоих типов (живые и мертвые).
- Происходит малая GC — все мертвые объекты удаляются из Эдема. Все живые объекты перемещаются в пространство-1 (FromSpace). Эдем и пространство-2 теперь пусты.
- Новые объекты создаются и добавляются в Эдем. Некоторые объекты в Эдеме и пространстве-1 становятся мертвыми.
- Происходит малая GC — все мертвые объекты удаляются из Эдема и пространства-1. Все живые объекты перемещаются в пространство-2 (ToSpace). Эдем и пространство-1 пусты.
Таким образом в любое время одно из пространств для выживших всегда пусто. Когда выжившие объекты достигают определенного порога перемещения по пространствам выживших, они переходят в старшее поколение.
Для установки размера молодого поколения можно воспользоваться флагом -Xmn.
Старшее поколение
Объекты, которые живут значительное время (например, большую часть времени жизни программы) в конечном итоге становятся старшими объектами – долгожителями. Оно также известно как штатное поколение и содержит объекты, которые долгое время оставались в пространствах выживших.
Пороговое значение срока службы объекта определяет, сколько циклов сборки мусора он должен пережить, прежде чем будет перемещен в старшее поколение. Процесс, когда объекты отправляются в мусор из старшего поколения, называется основным событием сборки мусора.
Для установки начального и максимального размера памяти кучи можно воспользоваться флагами -Xms и -Xmx.
Так как Java задействует сборку мусора по поколениям, то, чем больше событий сборки мусора переживает объект, тем дальше он продвигается в куче. Он начинает в молодом поколении и в конечном итоге заканчивает в штатном поколении, если проживет достаточно долго.
Чтобы понять продвижение объектов между пространствами и поколениями, рассмотрим следующий пример:
Когда объект создается, он сначала помещается в пространство Эдема молодого поколения.
Как только произойдет малая сборка мусора, живые объекты из Эдема перемещаются в пространство FromSpace. Когда происходит следующая малая сборка мусора, живые объекты как из Эдема, так и из пространства перемещаются в пространство ToSpace.
Этот цикл продолжается определенное количество раз. Если объект все еще “в строю” после этого момента, следующий цикл сборки мусора переместит его в пространство старшего поколения.
Постоянное поколение и мета-пространство
Метаданные, такие как классы и методы, хранятся в постоянном поколении. JVM заполняет его во время выполнения на основе классов, используемых приложением. Классы, которые больше не используются, могут переходить из постоянного поколения в мусор.
Для установки начального и максимального размера постоянного поколения вы можете воспользоваться флагами -XX:PermGen и -XX:MaxPermGen.
Мета-пространство
Начиная с Java 8, на смену пространству постоянного поколения (PermGen) приходит пространство памяти MetaSpace. Реализация отличается от PermGen — это пространство кучи теперь изменяется автоматически.
Это позволяет избежать проблемы нехватки памяти у приложений, которая возникает из-за ограниченного размера пространства PermGen в куче. Память мета-пространства может быть собрана как мусор, и классы, которые больше не используются, будут автоматически очищены, когда мета-пространство достигнет максимального размера.
ПЕРЕЙДИТЕ В ПОЛНУЮ ВЕРСИЮ