JVM学习-垃圾收集器

Posted 2023-02-26 智公博客

虚拟机有许多的垃圾收集器可以选择，这里简单的记录分享下每个收集器的特点

一、Serial

1. 历史最久，曾经是新生代唯一选择
2. 单线程，进行时暂停所有用户线程-Stop The World
3. Client模式下默认新生代收集器
4. 单个线程更加高效简单，没有线程交互开销，一般client应用内存使用不大，停顿时间很短

二、ParNew

1. Serial的多线程版本，控制参数、收集算法、Stop The World、对象分配策略、回收策略相同
2. 新生代收集器
3. 除了Serial已外，只有ParNew可以与CMS配合使用
4. 单CPU环境下，性能差于Serial
5. 默认下GC线程数与CPU数相同，可配置（-XX: ParallelGCThreads）

三、Parallel Scavenge

1. 新生代收集器，采用复制算法
2. 并行多线程收集
3. 目标不是缩短停顿时间，而是达到可控制的吞吐量：CPU运行用户线程时间与CPU总消耗时间比
4. 为了更高效率利用CPU时间
5. 两个参数控制吞吐量：最大停顿时间：-XX:MaxGCPauseMillis（>0），直接吞吐量大小：-XX:GCTimeRatio(0~100)
6. 尽可能保证停顿时间不超过设置值，
7. 短停顿时间以牺牲吞吐量和新生代空闲换取，GC更频繁，吞吐量下降
8. GCTimeRatio 吞吐量倒数，默认值99，即最大1% GC时间
9. 吞吐量优先
10. 自动化开关参数：-XX:+UseAdaptiveSizePolicy，不需手动设置新生代大小（-Xmn）、Eden与Survivor区比例（-XX:SurvivorRatio）、晋升老年代年龄（-XX:PretenureSizeThreadhold），虚拟机GC自适应调节策略：动态调整这些参数提供最适合的停顿时间或最大吞吐量
11. 同是多线程并行，自适应调节是与ParNew最大的区别

四、Serial Old

1. Serial的老年代版本
2. 单线程
3. 标记-整理 算法
4. 主要用于Client模式

五、Parallel Old

1. Parallel Scavenge 老年代版本
2. 并行多线程
3. 标记-整理 算法
4. 在此收集器发布前，Parallel Scavenge 只能与Serial Old配置使用，二Serial Old在服务端应用性能较差
5. 与Parallel Scavenge 配合，吞吐量优先

六、CMS

1. Concurrent Mark Sweep，并发低停顿
2. 以最短停顿时间为目标
3. 标记-清除 算法
4. 收集四个阶段：初始标记、并发标记、重新标记、并发清除
5. 初始标记：Stop The World，快速标记GC Roots直接关联对象
6. 并发标记：并发可达性分析
7. 重新标记，Stop The World，修正并发阶段对象引用变动导致的变更
8. 最耗时的并发标记、并发清除可以与用户线程一起工作
9. 对CPU资源敏感，多线程并发程序通常都是这样，当CPU数少，或CPU资源紧张，性能下降
10. 无法处理浮动垃圾，可能出现Concurrent Mode Failure 导致另一次Full GC；
11. 浮动垃圾（Floating Garbage）：并发清理阶段用户线程还在运行，这个阶段新产生的垃圾不会在该次GC回收，因为已经过了标记阶段；
12. 不可在老年代几乎用完才启动GC，必须保留较大一部分空间，用于GC中程序继续运行所需，默认68%
13. 通过-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction控制这个百分比，设置过高会导致“Concurrent Mode Failure”，过低又导致频繁GC
14. CMS GC期间，出现内存不出会出现“Concurrent Mode Failure”失败，虚拟机将会启动后背方案，保证内存分配：临时启动Serial Old 重新一次老年代GC，导致长停顿
15. 标记-清除 算法导致内存碎片，大对象分配难，导致频繁GC，运行控制Full GC 时开启合并整理，但是会导致停顿时间加长

七、G1（Garbage-First）

1. JDK1.7 最新，面向服务端应用
2. 并发、并行：充分利用多CPU
3. 分代收集，可管理整个堆，包括新生代和老年代
4. 标记-整理 、复制 算法，GC不产生碎片
5. 低停顿，可预测停顿时间模式
6. 内存分区域管理（保留新生代和老年代概念）
7. 分区域进行GC，避免全区域GC，高回收价值区域（单位时间内回收更多的内存空间）优先回收，可控制停顿时间