发生YGC时的一些细节

简书 占小狼
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周末抽空把YGC的源码实现重新看了一遍，发现细节远比知道的多...

首先要知道，什么情况会导致YGC的发生？最常见的情况是在年轻代分配内存时，出现空间不足，这里的内存分配，有可能是TLAB，也有可能是一个对象（该对象在TLAB中放不下，但虚拟机不想重新申请TLAB，就在Eden区分配）

1、如果触发的YGC顺利执行完，期间没有发生任何问题，垃圾回收完成后，正常的分配内存。

2、如果YGC刚要开始执行，却不幸的发生了JNI的GC locker，本次的YGC会被放弃，如果是给对象分配内存，会在老年代中直接分配内存，如果是TLAB的话，就要等JNI结束了。

3、如果没有JNI的干扰，在YGC过程中，对象年纪达到阈值，正常晋升，或to空间不足，对象提前晋升，但老年代又没这么多空间容纳晋升上来的对象，这时会发生“promotion failed”，而且eden和from区的空间没办法清空， 把from区和to区进行swap，所以当前eden和from的使用率都是接近100%的，如果当前是给对象（非TLAB）申请内存，会继续触发一次老年代的回收动作，下面是一个例子：

/**
 * -Xmx20m -Xms20m -Xmn14m -XX:+UseParNewGC  -XX:+UseConcMarkSweepGC
 *-XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly  -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=75
 *-XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintHeapAtGC
 */
public class JVM {

    private static final int _1MB = 1024 * 1024;
    private static final int _1K = 1024;

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        byte[][] arr = new byte[10000][];
        for (int i = 0; i< 1200; i++) {
            arr[i] = new byte[10* _1K];
        }
        System.in.read();
    }
}

把年轻代设置的大点，制造“promotion failed”，下面是gc日志：

1、“promotion failed” 如期到来。
2、对老年代进行了一次回收，这次回收有两种方式，一种是compact，另一种是mark-sweep，显然第一种会进行内存的压缩操作，第二种只进行标记清除。到底会使用哪一种，会进行如下判断：

其中UseCMSCompactAtFullCollection默认是开启的，而且CMSFullGCsBeforeCompaction默认是0，所以如果没有重新设置该参数的话，按理说，每次都是会进行compact操作，如果CMSFullGCsBeforeCompaction被设置成一个大于0的值，还有其它条件可以导致compact，一个是如System.gc，另一个是发生了promotion failed，还有其它等等。

本例子中虽然使用了-XX:+UseConcMarkSweepGC，但是不会使用并发的CMS算法，如果当前CMS的background collect已经开始执行，当前GC线程会抢过执行权，并记录“concurrent mode failed”。

如果需要compact，采用单线程的Serial GC进行回收，该算法实现在genMarkSweep.cpp。

如果不需要compact，则执行一个标记-清除的过程，实现在CMSCollector::collect_in_foreground中。

3、同样对永久带也来了一次回收

从这个打印出来的日志可以发现，本次的YGC是分配对象时触发的，而不是TLAB（因为在JVM运行过程中，会动态调整TLAB的大小和最大浪费空间），虽然日志中没有FULL GC的字样，其实执行的就是一次full gc过程。

本来我一直纳闷为啥TLAB的分配，会导致老年代的回收，因为如果是TLAB的话，老年代的should_allocate方法实现如下：

virtual bool should_allocate(size_t word_size, bool is_tlab) {
    bool result = false;
    size_t overflow_limit = (size_t)1 << (BitsPerSize_t - LogHeapWordSize);
    if (!is_tlab || supports_tlab_allocation()) {
      result = (word_size > 0) && (word_size < overflow_limit);
    }
    return result;
  }

其中is_tlab为true，supports_tlab_allocation()为false，所以不会继续对老年代进行回收。

渐行渐远，细节远不止这些，不要在细节中迷失了自己...