jvm05-垃圾回收器
Posted fuzy
tags:
篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了jvm05-垃圾回收器相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
垃圾收集算法
标记-清除
找出内存中需要回收的对象，并且把他们标记出来；此时堆中所有的对象都会被扫描一遍，从而确定需要回收的对象，比较耗时。另外此算法会产生大量的空间碎片。
标记阶段
image-20210130142513882 清除阶段
image-20210130142543198
标记-复制
将内存划分为两块相等的区域，每次只使用其中的一块。但该算法比较消耗空间。
标记阶段
image-20210130142954421 复制阶段
如下图，将所有存活对象移到右边，同时回收左边的垃圾。
image-20210130143019975
标记-整理
区别于标记复制算法，标记-整理算法是先标记存活对象，然后将所有存活对象移动到一块连续区域，然后清理掉存活区域边界以外的内存。
标记阶段
image-20210130143543684 整理阶段
image-20210130143604760
分代收集
针对堆中不同区域，制定不同算法。
Young区：对象特点大多数都是朝生夕死，复制算法效率高。
Old区：该区域都是存活时间比较长的对象，一般发生垃圾回收的频率相对来说较低；所以采取标记清除或者标记整理算法。
垃圾收集器
如果说垃圾收集算法是内存回收的策略，那么垃圾收集器就是内存回收的具体实现。
如上图展示了堆内存中不同区域可使用的垃圾收集器策略。
Young区：
Serial、ParNew、Parallel ScavengeOld区：
CMS、Serial Old、Parallel OldG1既能在老年代中被使用也能在新生代中被使用。
`Serial`收集器
它是一种单线程收集器，不仅仅意味着它只会使用一个CPU或者一条收集线程去完成垃圾收集工作，更 重要的是其在进行垃圾收集的时候需要暂停其他线程。
优点：简单高效，拥有很高的单线程收集效率
缺点：收集过程需要暂停所有线程
算法：新生代中复制算法；老年代中使用标记整理算法
适用范围：堆
应用：Client模式下的默认新生代收集器
`ParNew`收集器
可以把这个收集器理解为Serial收集器的多线程版本。
优点：在多CPU时，比Serial效率高。
缺点：收集过程暂停所有应用程序线程，单CPU时比Serial效率差。
算法：复制算法
适用范围：新生代
应用：运行在Server模式下的虚拟机中首选的新生代收集器
`Parallel Scavenge`与`Parallel Old`收集器
Parallel Scavenge收集器是一个新生代收集器，它也是使用复制算法的收集器，又是并行的多线程收集 器，看上去和ParNew一样，但是Parallel Scanvenge更关注系统的吞吐量。
Parallel Old是老年代的收集器。使用多线程和标记-整理算法进行垃圾回 收，也是更加关注系统的吞吐量。
吞吐量=运行用户代码的时间/(运行用户代码的时间+垃圾收集时间)
比如虚拟机总共运行了100分钟，垃圾收集时间用了1分钟，吞吐量=(100-1)/100=99%。
若吞吐量越大，意味着垃圾收集的时间越短，则用户代码可以充分利用CPU资源，尽快完成程序 的运算任务。
-XX:MaxGCPauseMillis控制最大的垃圾收集停顿时间，
-XX:GCTimeRatio直接设置吞吐量的大小。
`CMS`收集器
CMS(Concurrent Mark Sweep)收集器是一种以获取 最短回收停顿时间 为目标的收集器。采用的是"标记-清除算法",整个过程分为4步(1)初始标记 CMS initial mark 标记GC Roots直接关联对象，不用Tracing，速度很快
(2)并发标记 CMS concurrent mark 进行GC Roots Tracing(找出存活对象,所有GC Root链上的都为存活对象)
(3)重新标记 CMS remark 修改并发标记因用户程序变动的内容
(4)并发清除 CMS concurrent sweep 清除不可达对象回收空间，同时有新垃圾产生，留着下次清理称为浮动垃圾由于整个过程中，并发标记和并发清除，收集器线程可以与用户线程一起工作，所以总体上来 说，CMS收集器的内存回收过程是与用户线程一起并行地执行的。
优点：并发收集、停顿低
缺点：产生大量碎片，降低系统吞吐量
`G1(Garbage-First)`
使用G1收集器时，Java堆的内存布局与就与其他收集器有很大差别，它将整个Java堆划分为多个大小相等的独立区域（Region），虽然还保留有新生代和老年代的概念，但新生代和老年代不再 是物理隔离的了，它们都是一部分Region（不需要连续）的集合。所谓的G1就是优先回收垃圾最多的Region区域。
值得注意的是每个Region大小都是一样的，可以是1M到32M之间的数值，但是必须保证是2的n次幂；如果对象太大，一个Region放不下[超过Region大小的50%]，那么就会直接放到H中。
G1的工作流程如下：
(1)初始标记（Initial Marking） 标记以下GC Roots能够关联的对象，并且修改TAMS的值，需要暂停用户线程
(2)并发标记（Concurrent Marking） 从GC Roots进行可达性分析，找出存活的对象，与用户线程并发执行
(3)最终标记（Final Marking） 修正在并发标记阶段因为用户程序的并发执行导致变动的数据，需暂停用户线程
(4)筛选回收（Live Data Counting and Evacuation） 对各个Region的回收价值和成本进行排序，根据用户所期望的GC停顿时间制定回收计划
G1垃圾回收流程
`ZGC`收集器
JDK11新引入的ZGC收集器，不管是物理上还是逻辑上，ZGC中已经不存在新老年代的概念了 会分为一个个page，当进行GC操作时会对page进行压缩，因此没有碎片问题只能在64位的linux上使用，目前用得还比较少。
优点：
（1）可以达到10ms以内的停顿时间要求
（2）支持TB级别的内存
（3）堆内存变大后停顿时间还是在10ms以内
常见问题
如何选择垃圾回收器
优先调整堆的大小让服务器自己来选择
如果内存小于100 M ，使用串行收集器
如果是单核，并且没有停顿时间要求，使用串行或 JVM 自己选
如果允许停顿时间超过1秒，选择并行或 JVM 自己选
如果响应时间最重要，并且不能超过1秒，使用并发收集器如何开启需要的垃圾回收器
（1）串行
-XX：+UseSerialGC
-XX：+UseSerialOldGC
（2）并行(吞吐量优先)：
-XX：+UseParallelGC
-XX：+UseParallelOldGC
（3）并发收集器(响应时间优先)
-XX：+UseConcMarkSweepGC
-XX：+UseG1GC
以上是关于jvm05-垃圾回收器的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章