什么情况下会发生full Gc？如何排查频繁发生full Gc的原因？

GC就是Java的垃圾回收机制，要了解什么情况下会发生GC(即GC得触发条件)，我们需要先了解JVM的内存模型结构，之前一篇文章已经详细讲解了Jvm的内存模型结构，而通常来说，GC主要针对的是堆(java heap)区。

而java heap是分代的（年轻代和老年代），为什么要分代？其实也不难理解，分代就是为了优化性能，如果不分代，那就会导致所有对象揉在一块，那样GC就会对堆区域进行全扫描。所以，分代可以大大提升GC性能，那么，分代的原理是什么？

JVM对于堆的垃圾回收，采用分代收集的策略，所以分代的原理就是根据堆中对象的存活周期进行分代，年轻代中，每次垃圾回收都有大批对象死去，只有少量存活，而老年代中存放的对象存活率高。

>>>>>必须知道的知识点<<<<<
Young space：年轻代(新生代)，保存生命周期较短的对象

Tenured space：老年代(年老代)，保存生命周期较长的对象

Minor GC：发生在Young space中的gc

Major GC：发生在老年代Tenured space中的gc

STW(stop the world)：指的是用户线程在运行至安全点（safe point）或安全区域（safe region）之后，就自行挂起，进入暂停状态，对外的表现就是卡顿，而不论何种gc算法，不论是minor gc还是major gc都会STW，区别只在于STW的时间长短。

Full GC：无官方定义，通常意义上而言指的是一次特殊GC的行为描述，这次GC会回收整个堆的内存，包含老年代，新生代，metaspace等。
但是实际情况中，我们主要看的是gc.log日志，其中也会发现在部分gc日志头中也有Full GC字眼，此处表示含义是在这次GC的全过程中，都是STW的状态，也就是说在这次GC的全过程中所有用户线程都是处于暂停的状态。

>>>>>年轻代<<<<<
Jvm把年轻代分三部分：1个Eden(伊甸园)区和2个Survivor(幸存者)区（分别叫from和to），默认比例为8:1。

为啥默认这个比例？
一般情况下，新创建的对象都会被分配到Eden区(一些大对象特殊处理),这些对象经过第一次Minor GC后，如果仍然存活，将会被移到Survivor区。对象在Survivor区中每熬过一次Minor GC，年龄就会增加1岁，当它的年龄增加到一定程度(默认15岁)时，就会被移动到年老代中。

因为年轻代中的对象基本都是朝生夕死的(80%以上)，所以年轻代的垃圾回收算法采用复制算法(内存分为两块，每次只用其中一块，当一块内存用完，就将还活着的对象复制到另外一块内存上，复制算法不产生内存碎片)。在GC开始的时候，对象只会存在于Eden区和名为“From”的Survivor区，Survivor区“To”是空的。紧接着进行GC，Eden区中所有存活的对象都会被复制到“To”，而在“From”区中，仍存活的对象会根据他们的年龄值来决定去向。年龄达到一定值(年龄阈值，可以通过-XX:MaxTenuringThreshold来设置)的对象会被移动到年老代中，没有达到阈值的对象会被复制到“To”区域。经过这次GC后，Eden区和From区已经被清空。

这个时候，“From”和“To”会交换他们的角色，就是新的“To”是上次GC前的“From”，新的“From”就是上次GC前的“To”。不管怎样，都会保证名为To的Survivor区域是空的。Minor GC会一直重复这样的过程，直到“To”区被填满，“To”区被填满之后，会将所有对象移动到年老代中。

总结下来，JVM的堆区对象分配的规则一般如下：
1)对象优先在Eden区分配

2)大对象直接进入老年代（-XX:PretenureSizeThreshold=3145728 该参数来定义进入老年代对象大小）

3)长期存活的对象将进入老年代(在JDK8中-XX:MaxTenuringThreshold=1的阀值设定根本没用)

4)动态对象年龄判定（虚拟机并不会永远地要求对象的年龄都必须达到MaxTenuringThreshold才能晋升老年代，如果Survivor空间中相同年龄的所有对象的大小总和大于Survivor的一半，年龄大于或等于该年龄的对象就可以直接进入老年代）

5)空间分配担保

6)只要老年代的连续空间大于（新生代所有对象的总大小或者历次晋升的平均大小）就会进行minor GC，否则会进行full GC

GC的触发条件
PS:JVM优化的目的就是减少SWT执行的时间（避免卡顿），避免频繁full gc
1)System.gc()方法的调用。
此方法的调用是建议JVM进行Full GC,虽然只是建议而非一定，但很多情况下它会触发 Full GC,从而增加Full GC的频率，也即增加了间歇性停顿的次数。强烈影响系建议能不使用此方法就别使用，让虚拟机自己去管理它的内存，可通过通过-XX:+ DisableExplicitGC来禁止RMI（Java远程方法调用）调用System.gc。

2)旧生代空间不足。旧生代空间只有在新生代对象转入及创建为大对象、大数组时才会出现不足的现象，当执行Full GC后空间仍然不足，则抛出错误：java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space 。为避免以上两种状况引起的FullGC，调优时应尽量做到让对象在Minor GC阶段被回收、让对象在新生代多存活一段时间及不要创建过大的对象及数组。

3)Permanet Generation空间满了。Permanet Generation中存放的为一些class的信息等，当系统中要加载的类、反射的类和调用的方法较多时，Permanet Generation可能会被占满，在未配置为采用CMS GC的情况下会执行Full GC。如果经过Full GC仍然回收不了，那么JVM会抛出错误信息：java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space 。为避免Perm Gen占满造成Full GC现象，可采用的方法为增大Perm Gen空间或转为使用CMS GC。

4)通过Minor GC后进入老年代的平均大小大于老年代的可用内存

5)由Eden区、From Space区向To Space区复制时，对象大小大于To Space可用内存，则把该对象转存到老年代，且老年代可用内存不足(老年代可用内存小于该对象)

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