【JVM面试题】JVM分代年龄为何是15次？能设置为16吗？

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【JVM系列】第一章 运行时数据区
【JVM面试题】第二章 从JDK7 到 JDK8, JVM为啥用元空间替换永久代？
【JVM面试题】第三章 JVM分代年龄为何是15次？能设置为16吗？

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  大家好，我是青花。拥有多项发明专利（都是关于商品、广告等推荐产品）。对广告、Web全栈以及Java生态微服务拥有自己独到的见解。曾经辅导过若干个计算机专业的学生进入到软件开发行业就业。希望和大家一起成长进步。
  今天给大家带来的文章：JVM分代年龄为何是15次？能设置为16吗？希望对同学们有所帮助。

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Java 面试专栏
JVM区域

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JVM分代年龄为何是15次？能设置为16吗？

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了解堆内存划分

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了解JVM垃圾回收机制

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了解对象头的存储结构

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一、堆内存划分

    在JVM的堆(Heap)内存里面，分为伊甸园区(Eden space)、Survivor(From、TO)区、老年代(Old generation)。

二、GC

    当我们在Java里面使用new关键字创建一个对象的时候，JVM会在Eden区分配一块内存来存储这个对象。当Eden区的内存空间不足的时候，就会触发Minor GC(新生代GC)进行对象回收。那些因为存在引用关系而无法回收的对象，JVM会把他们转移到Survivor区。
    Survivor内部分为From区和To区，刚从Eden区转移过来的对象会分配到From区，每经历一次Young GC，这些没被回收的对象就会在From区和To区来回移动，每移动一次，这个对象的GC年龄就加1。默认情况下GC年龄达到15的时候，JVM就会把这个对象移动到Old generation。

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三、对象头的存储结构

    一个对象的GC年龄，存储在对象头里面。在HotSpot虚拟机里，对象在堆内存中的存储布局可以划分为三个部分：对象头（Header）、实例 数据（Instance Data）和对齐填充（Padding）。下面我们将从这三个方面认识对象的内存布局。

3.1 对象头

    对象头主要包含两部分信息：第一类是用于存储对象自身的运行时数据，对象头的另外一部分是类型指针，即对象指向它的类型元数据的指针，Java虚拟机通过这个指针来确定该对象是哪个类的实例。
    那么我们重点讲解下用于存储对象自身的运行时数据，如哈希码（HashCode）、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程ID、偏向时间戳等。官方称这部分数据为 “Mark Word” ，如下图所示。

3.1.1、对象分代年龄

    其中的age(对象分代年龄)，可以看到它的存储空间是4bit，4bit最大值上限是十进制的15。

这里科普一下bit：
比特是英文binary digit的缩写。位（bit） 来自英文bit，音译为“比特”，表示二进制位。位是计算机内部数据储存的最小单位，11010100是一个8位二进制数。一个二进制位只可以表示0和1两种状态（2^1）。

二进制转换十进制：

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四、精简回答

4.1、GC方面

    在使用new创建对象时，JVM会在Eden区分配一块内存来存储这个对象。当Eden区的内存空间不足的时候，就会触发Minor GC(新生代GC)进行对象回收。那些因为存在引用关系而无法回收的对象，JVM会把他们转移到Survivor区。
    Minor GC非常频繁，因此需要把Survivor区一直回收不了的数据，放到Old区，默认是S0、S1移动达到15次（GC年龄达到15）。

4.2、对象头设置

    HotSpot虚拟机对象头里用4bit来存储GC分代年龄，而4个bit能够存储的最大值是15。从这个角度来说， JVM分代年龄之所以设置成15次，是因为它最大能够存储的数值就是15。
    因此我们说，虽然JVM提供了参数来设置分代年龄的大小，但是这个大小不能超过15，也就不能设置为16。

4.3、从设计角度来看

    从设计角度来看，当一个对象触发了最大值15次Minor GC(新生代GC)，还没有办法被回收，就只能移动到Old区。
    另外，设计者还引入了动态对象年龄判断的方式来决定把对象转移到Old区，不管这个对象的GC年龄是否达到15次，只要满足动态年龄判断的依据， 也同样会转移到Old区。

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总结

本章节从GC方面、对象头设置、Minor GC(新生代GC)设计角度这3个方面，解析了JVM分代年龄为何是15次。
有兴趣的同学还可以扩展下，Minor GC(新生代GC)、Full GC的频率，什么条件触发？有哪些垃圾回收算法？等等。