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GC分代年龄为什么是15? 对象gc的分代年龄保存在

wys521 2024-11-10 13:20:46 精选教程 21 ℃ 0 评论


在JVM中,对象在Eden区诞生,当内存不够用时触发GC进行对象回收,但不是所有的对象都可以被回收,当一个对象还在被引用时就无法回收,此时JVM会将其移动到“幸存者区”。


幸存者区内部又分为“From区”和“To区”,在幸存者区,对象仍然要面临GC,每经历一次GC,对象就要在From区和To区之间来回移动,每移动一次对象的GC年龄就加1,当年龄加到15时(不绝对),JVM会将对象移动到老年区。


为什么GC分代年龄最大为15呢?


JAVA对象结构


对象的GC年龄肯定和对象相关,信息肯定保存在对象的某块区域,我们平时看不到是因为Java对开发者屏蔽了一些数据。


我们平时写代码,编写的只是对象的实例数据,但其实Java对象除了自身的实例数据外,还包括头信息和对齐字节,如下图所示:



对象的GC年龄就保存在对象的头信息里,除此之外,头信息还记录了对象的锁标记,大家常常说的“Java锁的是对象而不是代码”就是这个道理,上锁修改的是头信息中的锁标记。


对象的头信息内存分配不同的JVM实现不一样,一般来说32位占8字节,64位占16字节(开启压缩指针占12字节)。


头信息分为以下两个部分:


  • Mark Word
  • Klass Pointer


Mark Word


用于存储对象自身的运行时数据,如哈希码(HashCode)、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向的线程ID等数据。


由于需要考虑到JVM的空间效率,节省内存,Mark Word 被设计成在一个“非固定的数据结构”,以便在极小的空间内记录更多的数据。


简而言之:不同的标记位表示Mark Word存储的数据意义不同,如下图:



我在Mac上测试,显示Mark Word占用8个字节。


Klass Pointer


Klass Pointer是一个指向了实例的类元数据指针,JVM通过这个指针来判断对象属于哪一个类的实例。


内存固定,在64位JVM上采用4个字节存储。


如何证明


上面说的只是理论,直到现在我们都没有看到对象的头信息,对齐字节,对象的年龄,如何来证明理论是对的呢?


OpenJDK提供了一个工具包,可以输出对象的结构布局信息。


引入依赖


<dependency>
    <groupId>org.openjdk.jol</groupId>
    <artifactId>jol-core</artifactId>
    <version>0.9</version>
</dependency>


编写一段测试代码,如下:


/**
 * @Author: pch
 * @Date: 2019/12/23 09:08
 * @Description: 查看对象的头信息
 */
public class HeaderTest {
	public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
		Person p = new Person();
		//不调用hashCode() 不会记录哈希码
		int hashCode = p.hashCode();
		//转16进制输出,与头信息中HashCode进行比较
		String hex = Integer.toHexString(hashCode);
		System.out.println("HashCode十六进制:"+hex);
		print(p);
	}

	static void print(Person p){
		System.err.println(ClassLayout.parseInstance(p).toPrintable());
	}
}
class Person{
	private boolean flag;
}


控制台输出如下:



至于为什么数据是倒着存储的,请参考“大小端模式”。


笔者对控制台输出的内容作了部分注释,其实到这里答案已经有了。


GC分代年龄为什么最大为15?


因为Object Header采用4个bit位来保存年龄,4个bit位能表示的最大数就是15!


如何证明GC后年龄会加1


手动触发一次GC即可。


测试代码如下:


Person p = new Person();
//手动触发GC
System.gc();
print(p);


控制台输出:



不是必须到达15岁才会晋升为老年代,JVM采用动态年龄计算,以防止老年代内存过于宽裕,而新生代内存被撑爆。

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