面试题：Java中JVM内存分配策略之堆内存分配

Question

请简述Java JVM堆内存的主要分配策略，以及对象在堆内存中分配的大致流程。

Answer 1

Java JVM堆内存主要分配策略

1. 指针碰撞（Bump the Pointer）：
   • 适用场景：当堆内存空间是规整的，即已使用的内存和未使用的内存分别在两端，中间由一个指针分隔开。这种情况通常出现在使用Serial、ParNew等采用标记 - 整理算法的垃圾回收器时。
   • 分配过程：分配内存时，只需要将指针向未使用内存方向移动与对象大小相等的距离即可，就像碰撞指针一样，所以叫指针碰撞。
2. 空闲列表（Free List）：
   • 适用场景：当堆内存空间不规整，已使用的内存和未使用的内存相互交错时，垃圾回收器（如CMS）无法简单地通过指针碰撞来分配内存。此时就需要维护一个空闲列表，记录哪些内存块是可用的。
   • 分配过程：当对象需要分配内存时，从空闲列表中找到一块足够大的内存块来分配给对象，并更新空闲列表。

对象在堆内存中分配的大致流程

1. 对象优先在Eden区分配：
   • 当Java程序创建一个新对象时，大多数情况下，对象首先会尝试在新生代的Eden区分配内存。Eden区是新生代中较大的一块内存区域，用于存放新创建的对象。
2. Eden区空间不足时：
   • 如果Eden区空间不足，会触发Minor GC（新生代垃圾回收）。在Minor GC过程中，垃圾回收器会扫描Eden区和From Survivor区（Survivor区分为From和To两个区域），标记出存活的对象，并将存活对象复制到To Survivor区，同时清理Eden区和From Survivor区中不再使用的对象所占用的内存空间。
   • 经过一次Minor GC后，如果To Survivor区能够容纳存活对象，那么存活对象将在To Survivor区中存储。并且这些对象的年龄（对象在Survivor区中经历的垃圾回收次数）会加1。
3. 对象晋升到老年代：
   • 当对象的年龄达到一定阈值（默认是15，可通过参数 -XX:MaxTenuringThreshold 调整）时，该对象会被晋升到老年代。另外，如果在Minor GC后，To Survivor区无法容纳存活对象，那么这些存活对象也会直接晋升到老年代。
   • 老年代用于存放生命周期较长的对象，当老年代空间不足时，会触发Full GC（全量垃圾回收），垃圾回收器会对整个堆（包括新生代和老年代）进行垃圾回收，以释放空间。