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深入理解JVM中的堆内存(Heap)_新生代、老年代的划分与对象分配流程

P粉602998670

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发布时间:2026-02-28 08:17:35

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来源于php中文网

原创

新生代默认占堆的1/3,由-xx:newratio=2决定(老年代:新生代=2:1);newratio越大minor gc越频繁,越小则单次耗时越长;线上建议显式设-xmn而非依赖newratio。

深入理解jvm中的堆内存(heap)_新生代、老年代的划分与对象分配流程

新生代为什么默认占堆的 1/3?

不是硬编码,而是 HotSpot 默认参数 -XX:NewRatio=2 决定的:老年代 : 新生代 = 2 : 1,所以新生代占堆总大小的 1/3。改这个值会影响 GC 频率和单次停顿时间——NewRatio 越大,新生代越小,Minor GC 更频繁;越小则新生代越大,可能把本该进老年代的短期对象多留一阵,但会拉长每次 Minor GC 时间。

常见错误是只调 -Xmx 却忽略 -XX:NewRatio-Xmn,结果堆变大了,新生代却没跟着扩,GC 压力反而集中到小空间里。

  • 线上服务建议显式设置 -Xmn(比如 -Xmn512m),比依赖 NewRatio 更可控
  • jstat -gc <pid></pid> 观察 S0C/S1C/EC 总和是否接近预期新生代大小
  • 注意 JDK 8u20 之后 G1 默认不认 NewRatio,它用的是自适应策略

对象直接分配到老年代的 3 种情况

不是所有对象都从 Eden 开始“熬资历”。以下情况会跳过新生代,直入老年代:

  • 大对象(如超长数组):JVM 判定其大小 > -XX:PretenureSizeThreshold(默认 0,即禁用),就直接进老年代。避免在新生代中复制多次
  • 长期存活对象:在 Survivor 区每熬过一次 Minor GC,年龄 +1;当年龄 ≥ -XX:MaxTenuringThreshold(默认 15),下次 GC 就晋升老年代
  • Survivor 空间不足:一次 Minor GC 后,存活对象总和 > Survivor 容量,超出部分直接进老年代(也叫“担保失败”)

典型现象是 jstat 显示 OU(老年代已用)突增,但 YGCT 没明显变化——说明对象压根没走新生代。

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为什么 CMS 和 G1 下“老年代空间不足”不一定触发 Full GC?

CMS 在并发标记阶段发现老年代碎片化或剩余空间不足时,会触发 Concurrent Mode Failure,此时退化为 Serial Old 回收,效果等价于 Full GC;而 G1 在 Evacuation 失败时会启动 Full GC,但 JDK 9+ 的 G1 已尽量避免——它会先尝试扩容堆(如果 -XX:MaxHeapFreeRatio 允许),再 fallback。

容易踩的坑是监控只看 OGCMN/OGCMX,却忽略 OGC(当前老年代容量)是否被动态调整过。G1 的 initiating occupancy percent 是按整个堆算的,不是老年代单独占比。

  • jinfo -flag +PrintGCDetails <pid></pid> 打开日志后,留意 GC 日志里的 concurrent mode failureto-space overflow
  • CMS 下建议调低 -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction(比如 70),别等老年代快满才启动并发收集
  • G1 不推荐手动设 -XX:MaxTenuringThreshold,它的晋升逻辑由活跃度预测驱动

对象分配流程中那些“看不见”的检查

每次 new 一个对象,JVM 不只是往 Eden 里填内存。它还会做几件关键但常被忽略的事:

  • TLS(Thread Local Allocation Buffer)检查:每个线程有独立 Eden 小块,避免加锁;若 TLS 耗尽,才触发全局 Eden 分配,可能引起竞争
  • TLAB 大小动态调整:通过 -XX:+UseTLAB(默认开启)控制,-XX:TLABSize 可设初始值,但 JVM 会根据分配速率自动伸缩
  • 逃逸分析未生效时,即使方法内 new 的对象也可能被栈上分配——前提是 JIT 编译器确认该对象不会逃出方法作用域

最隐蔽的问题是:高并发下 TLAB 频繁耗尽,导致大量同步分配,gc.logAllocation Failure 出现频率远高于对象创建频率。这时该看 -XX:+PrintTLAB 日志,而不是只盯着 Eden 使用率。

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