"本文主要探讨了Java的垃圾回收(GC)机制,特别是针对旧生代的并行Compacting GC,以及如何进行内存优化。内容涵盖了Java自动内存管理的重要性,GC的工作原理,内存分配策略,以及不同类型的引用。"
在Java中,垃圾回收是自动内存管理的关键部分,它不仅负责回收无用的对象,还决定了内存的分配策略。旧生代GC(Garbage Collector)是针对存活时间较长的对象,通常在Java堆的Old区进行回收。在Sun JDK 1.5中,可以通过参数`-XX:+UseParallelOldGC`强制指定使用并行的旧生代GC。并行线程的数量可以根据CPU核心数动态计算,公式为`cpu core<=8 ? cpu core : 3+(cpu core*5)/8`,也可以通过`-XX:ParallelGCThreads=x`手动设定。
Hotspot JVM的内存结构包括PC寄存器、局部变量区、操作数栈、栈帧、JVM方法栈、JVM堆、本地方法栈和JVM方法区。这些区域的大小可以通过不同的JVM参数进行调整,例如`-Xss`用于控制栈帧大小,`-XX:PermSize`和`-XX:MaxPermSize`用于设定方法区的初始和最大大小,`-Xms`和`-Xmx`则分别设定堆内存的初始和最大值。
内存分配主要有三种方式:1) 堆上分配,大多数对象在Eden区分配,某些情况下直接分配到Old区;2) 栈上分配,适用于原子类型的局部变量或经过标量替换的变量;3) 堆外分配,如DirectByteBuffer,但直接使用`Unsafe.allocateMemory`不推荐,因为管理不当可能导致内存泄漏。
Hotspot的垃圾回收机制认为没有引用的对象是死亡的,并将引用分为Strong、Soft、Weak和Phantom四种类型。Strong是最常见的引用类型,而Soft、Weak、Phantom引用在Full GC时会有特殊处理。Soft引用在内存不足或长时间未使用时会被回收,可以通过`-XX:SoftRefLRUPolicyMSPerMB`调整策略;Weak引用一旦被标记为死亡,就会在`ReferenceQueue`中通知;Phantom引用则在对象从JVM堆中释放时通知。
为了提高效率,Sun Hotspot采用了分代收集策略,因为大部分对象是临时的,所以新生代和老年代的GC策略有所不同。这种策略可以有效地减少全堆扫描的频率,从而提高系统性能。
内存优化是一个复杂的过程,需要理解GC的工作原理,合理配置JVM参数,以及根据应用的特定需求调整内存分配策略。通过对GC的深入理解和调优,可以避免OOM(Out of Memory)错误,提升系统的并发能力和稳定性。