JVM--18---垃圾回收器----Serial 回收器ParNew回收器 Parallel回收器
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了JVM--18---垃圾回收器----Serial 回收器ParNew回收器 Parallel回收器相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
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GC分类与性能指标
垃圾收集器没有在规范中进行过多的规定，可以由不同的厂商、不同版本的 JVM 来实现。
由于 JDK 的版本处于高速迭代过程中，因此 Java 发展至今已经衍生了众多的 GC 版本。
从不同角度分析垃圾收集器，可以将 GC 分为不同的类型。
垃圾收集器分类
1.按线程数分
- 按线程数分（垃圾回收线程数），可以分为串行垃圾回收器和并行垃圾回收器。
串行回收指的是在同一时间段内只允许有一个 CPU 用于执行垃圾回收操作，此时工作线程被暂停，直至垃圾收集工作结束。
- 在诸如单 CPU处理器或者较小的应用内存等硬件平台不是特别优越的场合，串行回收器的性能表现可以超过并行回收器和并发回收器。所以，串行回收默认被应用在客户端的Client 模式下的 JVM 中
- 在并发能力比较强的 CPU 上，并行回收器产生的停顿时间要短于串行回收器。
和串行回收相反，并行收集可以运用多个 CPU 同时执行垃圾回收，因此提升了应用的吞吐量，不过并行回收仍然与串行回收一样，采用独占式，使用了“Stop-The-World”机制。
2. 按工作模式分
按照工作模式分，可以分为并发式垃圾回收器和独占式垃圾回收器。
- 并发式垃圾回收器
与应用程序线程交替工作，以尽可能减少应用程序的停顿时间。 - 独占式垃圾回收器（Stop The World）
一旦运行，就停止应用程序中的所有用户线程，直到垃圾回收过程完全结束。
3. 按碎片处理方式分
按碎片处理方式分，可分为压缩式垃圾回收器和非压缩式垃圾回收器。
- 压缩式垃圾回收器
会在回收完成后，对存活对象进行压缩整理，消除回收后的碎片。 - 非压缩式的垃圾回收器
不进行这步操作。
4.按工作的内存区间分
按工作的内存区间分，又可分为年轻代垃圾回收器和老年代垃圾回收器。
- 年轻代垃圾回收器
- 老年代垃圾回收器
评估GC的性能指标
- 吞吐量、暂停时间、内存占用 这三者共同构成一个“不可能三角”。三者总体的表现会随着技术进步而越来越好。一款优秀的收集器通常最多同时满足其中的两项。
- 这三项里，暂停时间STW的重要性日益凸显。因为随着硬件发展，内存占用多些越来越能容忍，硬件性能的提升也有助于降低收集器运行时对应用程序的影响，即提高了吞吐量。而内存的扩大，对延迟反而带来负面效果。
简单来说，主要抓住两点：
- 吞吐量
- 暂停时间
评估 GC 的性能指标：吞吐量(Throughput)
吞吐量就是 CPU 用于运行用户代码的时间与 CPU 总消耗时间的比值，即
吞吐量 = 运行用户代码时间 /（运行用户代码时间 + 垃圾收集时间）
- 比如：虚拟机总共运行了100分钟，其中垃圾收集花掉1分钟，那吞吐量就是99%。
评估 GC 的性能指标：暂停时间
“暂停时间”是指一个时间段内应用程序线程暂停，让 GC 线程执行的状态
吞吐量 vs 暂停时间
在设计（或使用）GC 算法时，我们必须确定我们的目标：一个 GC 算法只可能针对两个目标之一（即只专注于较大吞吐量或最小暂停时间），或尝试找到一个二者的折衷。
现在标准：在最大吞吐量优先的情况下，降低停顿时间
不同的垃圾回收器概述
Java常见的垃圾收集器有哪些？
- GC垃圾收集器是和JVM一脉相承的，它是和JVM进行搭配使用，在不同的使用场景对应的收集器也是有区别
垃圾回收器发展史
7种经典的垃圾收集器
- 串行回收器：Serial、Serial Old
- 并行回收器：ParNew、Parallel Scavenge、Parallel Old
- 并发回收器：CMS、G11
7款经典收集器与垃圾分代之间的关系
- 新生代收集器：Serial、ParNew、Paralle Scavenge；
- 老年代收集器：Serial old、CMS、Parallel old；
- 整堆收集器：G1；
垃圾收集器的组合关系
为什么要有很多收集器，一个不够吗？因为 Java 的使用场景很多，移动端，服务器等。所以就需要针对不同的场景，提供不同的垃圾收集器，提高垃圾收集的性能。
虽然我们会对各个收集器进行比较，但并非为了挑选一个最好的收集器出来。没有一种放之四海皆准、任何场景下都适用的完美收集器存在，更加没有万能的收集器。所以我们选择的只是对具体应用最合适的收集器。
如何查看默认垃圾收集器
- -XX:+PrintCommandLineFlags查看命令行相关参数（包含使用的垃圾收集器）
- 使用命令行指令：jinfo -flag 相关垃圾回收器参数 进程 ID
1. Serial 回收器：串行回收
Serial 收集器
- Serial 收集器是最基本、历史最悠久的垃圾收集器了。JDK 1.3 之前回收新生代唯一的选择。
- Serial 收集器作为 HotSpot 中 Client 模式下的默认新生代垃圾收集器。
Serial 收集器采用复制算法、串行回收和"Stop-The-World"机制的方式执行内存回收。
Serial Old 收集器
Serial Old 收集器同样也采用了串行回收和"Stop The World"机制，只不过内存回收算法使用的是标记-压缩算法。
- Serial Old 是运行在 Client 模式下默认的老年代的垃圾回收器
Serial Old 在 Server 模式下主要有两个用途：
- 与新生代的 Parallel Scavenge 配合使用
- 作为老年代 CMS 收集器的后备垃圾收集方案
单线程的收集器
- 这个收集器是一个单线程的收集器，但它的“单线程”的意义并不仅仅说明它只会使用一个 CPU或一条收集线程去完成垃圾收集工作，更重要的是在它进行垃圾收集时，必须暂停其他所有的工作线程，直到它收集结束（Stop The World）
优势：
- 简单而高效（与其他收集器的单线程比），对于限定单个 CPU 的环境来说，Serial
收集器由于没有线程交互的开销，专心做垃圾收集自然可以获得最高的单线程收集效率。 - 运行在 Client 模式下的虚拟机是个不错的选择
- 在用户的桌面应用场景中，可用内存一般不大（几十 MB 至一两百 MB），可以在较短时间内完成垃圾收集（几十 ms 至一百多 ms），只要不频繁发生，使用串行回收器是可以接受的。
参数设置：
- 在 HotSpot 虚拟机中，使用 -XX：+UseSerialGC 参数可以指定年轻代和老年代都使用串行收集器。
- 等价于新生代用 Serial GC，且老年代用 Serial Old GC
总结：
- 这种垃圾收集器大家了解，现在已经不用串行的了。而且在限定单核 CPU 才可以用。现在都不是单核的了。
- 对于交互较强的应用而言，这种垃圾收集器是不能接受的。一般在 Java web 应用程序中是不会采用串行垃圾收集器的。
2. ParNew 回收器：并行回收
如果说 Serial GC 是年轻代中的单线程垃圾收集器，那么 ParNew 收集器则是 Serial 收集器的多线程版本。
- Par 是 Parallel 的缩写，New：只能处理的是新生代
- ParNew 收集器除了采用并行回收的方式执行内存回收外，与Serial 回收器，两款垃圾收集器之间几乎没有任何区别。
ParNew 收集器在年轻代中同样也是采用复制算法、"Stop-The-World"机制。
ParNew 是很多 JVM 运行在 Server 模式下新生代的默认垃圾收集器。
- 对于新生代，回收次数频繁，使用并行方式高效。
- 对于老年代，回收次数少，使用串行方式节省资源。（CPU 并行需要切换线程，串行可以省去切换线程的资源）
由于 ParNew 收集器是基于并行回收，那么是否可以断定 ParNew 收集器的回收效率在任何场景下都会比 Serial收集器更高效？
- ParNew 收集器运行在多 CPU 的环境下，由于可以充分利用多 CPU、多核心等物理硬件资源优势，可以更快速地完成垃圾收集，提升程序的吞吐量
- 但是在单个 CPU 的环境下，ParNew 收集器不比 Serial 收集器更高效。虽然 Serial 收集器是基于串行回收，但是由于CPU 不需要频繁得做任务切换，因此可以有效避免多线程交互过程中产生的一些额外开销
除 Serial Old GC 外，目前只有 ParNew GC 能与 CMS 收集器配合工作（JDK 8 中 Serial Old GC 移除对 ParNew GC 的支持，JDK 9 版本中已经明确提示 UserParNewGC was deprecated，将在后续版本中被移除，JDK 14中移除 CMS GC）
参数设置：
- 在程序中，开发人员可以通过选项"-XX：+UseParNewGC"手动指定使用 ParNew
收集器执行内存回收任务。它表示年轻代使用并行收集器，不影响老年代。 - -XX:ParallelGCThreads 限制线程数量，默认开启和 CPU 数据相同的线程数。
3. Parallel 回收器：吞吐量优先
HotSpot 的年轻代中除了拥有 ParNew 收集器是基于并行回收的以外
Parallel Scavenge 收集器同样也采用了复制算法、并行回收和"Stop The World"机制。
那么 Parallel 收集器的出现是否多此一举？
- 和 ParNew 收集器不同，Parallel Scavenge 收集器的目标则是达到一个可控制的吞吐量（Throughput），它也被称为吞吐量优先的垃圾收集器。
- 自适应调节策略也是 Parallel Scavenge 与 ParNew 一个重要区别。
高吞吐量任务场景：
- 高吞吐量则可以高效率地利用 CPU 时间，尽快完成程序的运算任务，主要适合在后台运算而不需要太多交互的任务。因此，常见在服务器环境中使用。例如，那些执行批量处理、订单处理、工资支付、科学计算的应用程序。
Parallel Old 收集器
- Parallel 收集器在 JDK 1.6 时提供了用于执行老年代垃圾收集的 Parallel Old
收集器，用来代替老年代的Serial Old 收集器。
Parallel Old 收集器采用了标记-压缩算法，但同样也是基于并行回收和"Stop-The-World"机制。
在 Java 8 中，默认是此垃圾收集器
- 在程序吞吐量优先的应用场景中，Parallel 收集器和 Parallel Old 收集器的组合，在 Server
模式下的内存回收性能很不错。在 Java 8 中，默认是此垃圾收集器。
参数配置：
自适应调节策略
以上是关于JVM--18---垃圾回收器----Serial 回收器ParNew回收器 Parallel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