0

0

什么是Java中的内存碎片问题_标记-清除算法的副作用与整理策略

P粉602998670

P粉602998670

发布时间:2026-02-20 08:25:02

|

654人浏览过

|

来源于php中文网

原创

标记-清除算法因只标记释放而不移动对象,导致堆内存碎片化;典型表现为full gc频繁但老年代使用率低、大对象分配失败却内存充足。

什么是java中的内存碎片问题_标记-清除算法的副作用与整理策略

标记-清除算法为什么一用就出内存碎片?

因为它的“清除”只是把对象占用的内存块打上空闲标记,不挪动任何存活对象。结果就是:堆里全是散落的小空洞,像被老鼠啃过的奶酪。

典型现象:Full GC (Ergonomics) 频繁触发,但老年代实际使用率并不高;日志里 Old Gen 使用率缓慢爬升,却突然卡顿数秒;分配一个 new byte[1024*1024] 就直接 OutOfMemoryError: Java heap space——不是没内存,是没“连续”内存。

  • 它不整理、不压缩、不移动,只标记+释放地址段
  • 碎片积累到一定程度,JVM 无法满足大对象的连续分配需求,只能被迫启动 Full GC 来整理(比如 Serial Old 或 CMS fallback)
  • CMS 垃圾收集器在并发失败时退化成 Serial Old,本质就是靠标记-清除 + 标记-整理兜底,这时候 STW 时间会明显拉长

复制算法真能彻底避免碎片?别信“一半内存”的老说法

HotSpot 实际用的是 Eden:S0:S1 = 8:1:1,不是教科书里“对半分”。真正浪费的不是 50%,而是那 10% 的 Survivor 空间——而且仅当对象活过一次 GC 才会占用它。

问题出在调参上:-XX:SurvivorRatio 设太小(比如 2),Survivor 区瞬间塞满,大量本该短命的对象提前晋升到老年代,反而加剧老年代的碎片压力。

立即学习Java免费学习笔记(深入)”;

Regie.ai
Regie.ai

一个使用AI生成产品描述的网络平台

下载
  • 年轻代用复制算法,是因为 98% 对象朝生夕死,复制成本极低
  • 如果误调 -XX:MaxTenuringThreshold 过低,或让对象频繁跨代晋升,等于主动往老年代“撒碎玻璃”
  • 注意:G1 的 Evacuation 看似是复制,但跨 Region 引用处理失败时会退化为标记-整理,本质仍是防碎片的兜底逻辑

什么时候必须上标记-整理?看存活率,不是看年龄

老年代默认用标记-整理,不是因为它“老”,而是因为一次 GC 后通常有 70% 以上对象还活着——复制这 70% 的数据,指针重定向开销太大,STW 时间不可控。

但别以为只有老年代才需要它。比如长期运行的缓存服务,如果用了弱引用+大量中生命周期对象(活几轮 Minor GC 但又没到晋升阈值),Survivor 区反复复制效率反降,这时更应考虑调大 -XX:MaxTenuringThreshold 或启用 -XX:+UseG1GC 让混合回收自动调度整理逻辑。

  • 标记-整理核心代价是“移动所有存活对象”,所以适合高存活率 + 低分配频率场景
  • Serial OldParallel Old 都用它;CMS 不用,所以怕碎片;ZGC/Shenandoah 用读屏障+着色指针绕过移动,属于另一条技术路径
  • 别指望靠加大堆来掩盖碎片——更大的堆只会让碎片更隐蔽、Full GC 更致命

怎么验证你是不是被碎片坑了?看 GC 日志里的关键信号

光看 GC logs 里有没有 Full GC 不够,得盯住三件事:PSYoungGen 回收后 ParOldGen 使用率是否异常跳升、available 字段是否持续缩小、以及每次 Allocation Failure 是否伴随大对象(>1MB)分配失败。

一个快速验证方式:加 JVM 参数 -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps,然后观察日志中类似这样的行:

ParNew: 123456K->1234K(2097152K), 0.0234567 secs

如果箭头右边数字(即幸存对象大小)长期稳定在几千 KB,但 ParOldGen 使用量每月涨 5%,基本可以确定是碎片导致对象提前晋升。

  • 别只依赖 jstat -gc 看百分比——它不反映连续性
  • jmap -histo 可查大对象分布,但无法定位碎片位置;真正诊断得用 jhsdb jmap --heap 或 GCEasy 工具解析日志
  • 最易被忽略的一点:CMS 的 concurrent mode failure 日志里不会写“碎片”,但根本原因十有八九就是它
碎片不是玄学,是内存分配器眼中的“地形图”。它不报错,只悄悄拖慢分配、抬高延迟、放大 GC 波动——直到某次大对象分配失败,才亮起红灯。

热门AI工具

更多
DeepSeek
DeepSeek

幻方量化公司旗下的开源大模型平台

豆包大模型
豆包大模型

字节跳动自主研发的一系列大型语言模型

通义千问
通义千问

阿里巴巴推出的全能AI助手

腾讯元宝
腾讯元宝

腾讯混元平台推出的AI助手

文心一言
文心一言

文心一言是百度开发的AI聊天机器人,通过对话可以生成各种形式的内容。

讯飞写作
讯飞写作

基于讯飞星火大模型的AI写作工具,可以快速生成新闻稿件、品宣文案、工作总结、心得体会等各种文文稿

即梦AI
即梦AI

一站式AI创作平台,免费AI图片和视频生成。

ChatGPT
ChatGPT

最最强大的AI聊天机器人程序,ChatGPT不单是聊天机器人,还能进行撰写邮件、视频脚本、文案、翻译、代码等任务。

相关专题

更多
堆和栈的区别
堆和栈的区别

堆和栈的区别:1、内存分配方式不同;2、大小不同;3、数据访问方式不同;4、数据的生命周期。本专题为大家提供堆和栈的区别的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

420

2023.07.18

堆和栈区别
堆和栈区别

堆(Heap)和栈(Stack)是计算机中两种常见的内存分配机制。它们在内存管理的方式、分配方式以及使用场景上有很大的区别。本文将详细介绍堆和栈的特点、区别以及各自的使用场景。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章欢迎大家前来学习阅读。

594

2023.08.10

页面置换算法
页面置换算法

页面置换算法是操作系统中用来决定在内存中哪些页面应该被换出以便为新的页面提供空间的算法。本专题为大家提供页面置换算法的相关文章,大家可以免费体验。

456

2023.08.14

pixiv网页版官网登录与阅读指南_pixiv官网直达入口与在线访问方法
pixiv网页版官网登录与阅读指南_pixiv官网直达入口与在线访问方法

本专题系统整理pixiv网页版官网入口及登录访问方式,涵盖官网登录页面直达路径、在线阅读入口及快速进入方法说明,帮助用户高效找到pixiv官方网站,实现便捷、安全的网页端浏览与账号登录体验。

660

2026.02.13

微博网页版主页入口与登录指南_官方网页端快速访问方法
微博网页版主页入口与登录指南_官方网页端快速访问方法

本专题系统整理微博网页版官方入口及网页端登录方式,涵盖首页直达地址、账号登录流程与常见访问问题说明,帮助用户快速找到微博官网主页,实现便捷、安全的网页端登录与内容浏览体验。

203

2026.02.13

Flutter跨平台开发与状态管理实战
Flutter跨平台开发与状态管理实战

本专题围绕Flutter框架展开,系统讲解跨平台UI构建原理与状态管理方案。内容涵盖Widget生命周期、路由管理、Provider与Bloc状态管理模式、网络请求封装及性能优化技巧。通过实战项目演示,帮助开发者构建流畅、可维护的跨平台移动应用。

95

2026.02.13

TypeScript工程化开发与Vite构建优化实践
TypeScript工程化开发与Vite构建优化实践

本专题面向前端开发者,深入讲解 TypeScript 类型系统与大型项目结构设计方法,并结合 Vite 构建工具优化前端工程化流程。内容包括模块化设计、类型声明管理、代码分割、热更新原理以及构建性能调优。通过完整项目示例,帮助开发者提升代码可维护性与开发效率。

20

2026.02.13

Redis高可用架构与分布式缓存实战
Redis高可用架构与分布式缓存实战

本专题围绕 Redis 在高并发系统中的应用展开,系统讲解主从复制、哨兵机制、Cluster 集群模式及数据分片原理。内容涵盖缓存穿透与雪崩解决方案、分布式锁实现、热点数据优化及持久化策略。通过真实业务场景演示,帮助开发者构建高可用、可扩展的分布式缓存系统。

57

2026.02.13

c语言 数据类型
c语言 数据类型

本专题整合了c语言数据类型相关内容,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

29

2026.02.12

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
Kotlin 教程
Kotlin 教程

共23课时 | 3.7万人学习

C# 教程
C# 教程

共94课时 | 9.8万人学习

Java 教程
Java 教程

共578课时 | 68.4万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号