JVM实战（17）——模拟对象晋升

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阶段1、深入多线程

阶段2、深入多线程设计模式

阶段3、深入juc源码解析

阶段4、深入jdk其余源码解析

阶段5、深入jvm源码解析

一、简介

上一章，我们已经进行了一次Young GC日志的分析，本章我们继续结合代码示例做实验，来看看对象是如何从新生代进入老年代的。我们之前讲过新生代对象晋升到老年代的几种场景：

• 躲过15次GC
• 符合动态年龄判断规则
• Young GC后存活对象放不进Survivor
• 大对象直接进入老年代

本章，我们通过示例代码模拟最常见的一种场景——Young GC后存活对象放不进Survivor。

1.1 JVM内存参数

我们的示例程序基于JDK1.8，JVM参数如下：
-XX:NewSize=10485760 -XX:MaxNewSize=10485760 -XX:InitialHeapSize=20971520 -XX:MaxHeapSize=20971520 -XX:SurvivorRatio=8 -XX:MaxTenuringThreshold=15 -XX:PretenureSizeThreshold=10485760 -XX:+UseParNewGC -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -Xloggc:gc.log

上述给新生代分配了10MB空间，老年代也是10MB，参数注意两点：

• -XX:PretenureSizeThreshold=10485760：超过10MB的大对象直接进入老年代
• -XX:MaxTenuringThreshold=15：对象年龄到达15时进入老年代

二、示例程序

2.1 程序源码

示例程序代码如下：

    public class Demo1 {
        public static void main(String[] args) {
            byte[] array1 = new byte[2 * 1024 * 1024];
            array1 = new byte[2 * 1024 * 1024];
            array1 = new byte[2 * 1024 * 1024];
    
            byte[] array2 = new byte[128 * 1024];
            array2 = null;
    
            byte[] array3 = new byte[2 * 1024 * 1024];
        }
    }

2.2 JVM内存模型

我们根据上述代码来分析下内存中的对象分配。首先连续创建了三个2MB的数组对象，将array1指向最后一个数组对象，然后创建了一个128KB的数组，将array2赋null：

注意，Eden区里会有一些“未知对象”，根据模拟Young GC一文中的分析，对象大小在500KB左右，我们后续会通过工具分析这些“未知对象”到底是什么。

然后，执行代码byte[] array3 = new byte[2 * 1024 * 1024]，希望在Eden区继续创建一个2MB的数组。显然，Eden区的空间不足了，此时就会触发Young GC。

2.3 程序执行

我们执行程序，得到以下GC日志：

    0.352: [GC (Allocation Failure) 0.353: [ParNew: 8106K->623K(9216K), 0.0021991 secs] 8106K->2673K(19456K), 0.0033689 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
    Heap
     par new generation   total 9216K, used 2837K [0x00000000fec00000, 0x00000000ff600000, 0x00000000ff600000)
      eden space 8192K,  27% used [0x00000000fec00000, 0x00000000fee297c0, 0x00000000ff400000)
      from space 1024K,  60% used [0x00000000ff500000, 0x00000000ff59be50, 0x00000000ff600000)
      to   space 1024K,   0% used [0x00000000ff400000, 0x00000000ff400000, 0x00000000ff500000)
     concurrent mark-sweep generation total 10240K, used 2050K [0x00000000ff600000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000)
     Metaspace       used 3147K, capacity 4496K, committed 4864K, reserved 1056768K
      class space    used 343K, capacity 388K, committed 512K, reserved 1048576K

三、日志分析

我们先来看下日志中的下面这行，这是本次GC情况的概要说明：

    0.352: [GC (Allocation Failure) 0.353: [ParNew: 8106K->623K(9216K), 0.0021991 secs] 8106K->2673K(19456K), 0.0033689 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]

ParNew: 8106K->623K(9216K)：?可以看到，本次Young GC后，新生代只剩下了623KB（未知对象）。但是明明array1还引用着一个2MB的数组：

我们注意下Survivor的大小，只有1MB，是容纳不下2MB数组和未知对象的。根据“Young GC后存活对象放不进Survivor会进入老年代”规则，ParNew会将2MB数组转移到老年代，未知对象转移到Survivor：

通过观察GC日志，也印证了这一点：
from space 1024K, 60% used：?Survivor中有600多KB的数据，就是未知对象；
concurrent mark-sweep generation total 10240K, used 2050K：?老年代中的2MB对象就是array3引用的数组对象。

四、总结

本章通过GC日志分析了一种新生代对象进入老年代的示例，即Young GC后存活对象放不进Survivor，则会进行老年代。
需要注意的是，并不是所有存活对象都会进入老年代，可能会有部分对象留在Survivor区，部分对象进入老年代。