Java的分代式GC

要说理解JVM的垃圾回收，什么引用计数，Copy GC，mark & compaction好像都不是必须要掌握的东西。真要说对普通的Java程序员比较重要的东西，我觉得必须得有分代式垃圾回收。

jstat的输出格式

我们在遇到Java进程比较卡的时候，往往第一个想到的就是使用 jstat 的 GC 相关选项查看一下进程的GC状态。

如上图所示，我们使用gcutil来观察Java堆使用的情况。gcutil打印出的数字分别代表了某一个区域的内存使用的百分比。

• S0，S1，两个survivor区域，可以看到它们的使用率为0
• E，代表eden，这是年轻代用于分配新的对象的区域。
• O，代表老年代，这是我们今天要重点讲的内容。
• M，代表metaspace，这块内容以后再讲（也有可能永远不再讲了，看情况）
• CCS，压缩使用比例。可以先不管这个。这个和使用压缩指针有关系。可以使用-XX:-UseCompressedOops关掉压缩的功能，这一项就不再打印了。
• YGC，年轻代回收的次数。
• YGCT，年轻代回收所使用的时间。由于年轻代的回收使用copy GC。会让所有Java线程都停顿下来，所以这一项就是指用于年轻代回收的时间。
• FGC，这一项就比较复杂了。在不同的GC组合中代表不同的意义，后面会详细讲到。
• FGCT，与上面的FGC一定样的，字面意思是full gc time，但在不同的GC选项下，意义有所不同。
• GCT，一般来说，等于YGCT与FGCT之和。

好了，我们一再地遇到年轻代和老年代的叫法，它们到底是什么东西呢？

根据对象生命周期所做的GC优化

一个Java对象，存活的时间不同，则它适用的GC算法就会有所不同。比如说系统中的大多数对象的存活时间都很短，那么Copy GC就会很高效，因为每次GC，要保存的存活对象会很少。然后大多数内容都会在一个巨大的空间里集中释放掉。但如果大多数对象的存活时间很长，那么Copy GC就不再高效了，因为每次要搬运太多的内容。这个时候不移动对象的引用计数法或者mark sweep法就会很高效了。

基于这样的观察，人们提出了一种分代式的垃圾回收策略。

把空间划分成年轻代和老年代两块。创建新的对象总是先在年轻代里创建，当年轻代空间不足了，就会触发年轻代的GC，我们称之为young GC，经过一次YGC，对象的年龄就加1，当对象的年龄达到一个阈值时，这个对象就可以进入老年代了。

可以看到，年轻代总是会比老年代先满，年轻代的回收也更频繁。如果能撑过多次YGC的，这种对象的生命周期往往会非常长（例如某些全局单例Config之类的），那么把它们放到老年代，避免在YGC时被拷来拷去是能够有效地提升GC效率的。

一个对象从年轻代进入老年代，叫做晋升(promotion)。晋升这个词我们后面会一再地重复它，它是Java分代GC最容易引发问题的地方。

分代式GC与前边所讲的Copy GC，Tracing GC是不同的，它不是一种单独的GC算法。年轻代或者老年代要使用前边所讲的GC算法的某一种，这样的话，分代式GC就相当于是两种不同的GC算法的组合了。

后面的文章我会逐个介绍年轻代和老年代所使用的不同的GC算法。