GC原理---垃圾收集器

Posted 2021-02-08 frankltf

垃圾收集器

如果说收集算法是内存回收的方法论，垃圾收集器就是内存回收的具体实现

Serial收集器

• 串行收集器是最古老，最稳定以及效率高的收集器，可能会产生较长的停顿，只使用一个线程去回收。新生代、老年代使用串行回收；新生代复制算法、老年代标记-压缩；垃圾收集的过程中会Stop The World（服务暂停）
• 参数控制：-XX:+UseSerialGC 串行收集器
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ParNew收集器

• ParNew收集器其实就是Serial收集器的多线程版本。新生代并行，老年代串行；新生代复制算法、老年代标记-压缩
• 参数控制：-XX:+UseParNewGC ParNew收集器
  -XX:ParallelGCThreads 限制线程数量
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Parallel Scavenge收集器

• Parallel Scavenge收集器类似ParNew收集器，Parallel收集器更关注系统的吞吐量。可以通过参数来打开自适应调节策略，虚拟机会根据当前系统的运行情况收集性能监控信息，动态调整这些参数以提供最合适的停顿时间或最大的吞吐量；也可以通过参数控制GC的时间不大于多少毫秒或者比例；
• 停顿时间越短就越适合需要与用户交互的程序，良好的响应速度能提升用户体验，而高吞吐量则可以高效地利用CPU时间，主要适合在后台运算而不需要太多交互的任务。
• Parallel Scavenge收集器提供了两个参数用于精确控制吞吐量，分别是控制最大垃圾收集停顿时间 -XX:MaxGCPauseMillis以及直接设置吞吐量大小的-XX:GCTimeRatio。
• 新生代复制算法、老年代标记-压缩
• 参数控制：-XX:+UseParallelGC 使用Parallel收集器+ 老年代串行

Parallel Old 收集器

• Parallel Old是Parallel Scavenge收集器的老年代版本，使用多线程和“标记－整理”算法。这个收集器是在JDK 1.6中才开始提供
• 参数控制： -XX:+UseParallelOldGC 使用Parallel收集器+ 老年代并行

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。
• 目前很大一部分的Java应用都集中在互联网站或B/S系统的服务端上，这类应用尤其重视服务的响应速度，希望系统停顿时间最短，以给用户带来较好的体验。
• 从名字（包含“Mark Sweep”）上就可以看出CMS收集器是基于“标记-清除”算法实现的，它的运作过程相对于前面几种收集器来说要更复杂一些，整个过程分为4个步骤，包括：
  • 初始标记（CMS initial mark）
    并发标记（CMS concurrent mark）
    重新标记（CMS remark）
    并发清除（CMS concurrent sweep）
• 其中初始标记、重新标记这两个步骤仍然需要“Stop The World”（STW）。初始标记仅仅只是标记一下GC Roots能直接关联到的对象，速度很快，并发标记阶段就是进行GC Roots Tracing的过程，而重新标记阶段则是为了修正并发标记期间，因用户程序继续运作而导致标记产生变动的那一部分对象的标记记录，这个阶段的停顿时间一般会比初始标记阶段稍长一些，但远比并发标记的时间短。
• 由于整个过程中耗时最长的并发标记和并发清除过程中，收集器线程都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发地执行。老年代收集器（新生代使用ParNew）
• 优点:并发收集、低停顿
• 缺点：产生大量空间碎片、并发阶段会降低吞吐量
• .CMS收集器对CPU资源非常敏感。默认启动的回收线程数是(CPU+3)/4. 当CPU 4个以上时，并发回收垃圾收集线程不少于25%的CPU资源。

Serial Old收集器

• Serial Old是Serial收集器的老年代版本，它同样是一个单线程收集器。给Client模式下的虚拟机使用。

• 新生代采用复制算法，暂停所有用户线程；

• 老年代采用标记-整理算法，暂停所有用户线程；

  G1收集器

• 空间整合，G1收集器采用标记整理算法，不会产生内存空间碎片。分配大对象时不会因为无法找到连续空间而提前触发下一次GC。
• 可预测停顿，这是G1的另一大优势，降低停顿时间是G1和CMS的共同关注点，但G1除了追求低停顿外，还能建立可预测的停顿时间模型，能让使用者明确指定在一个长度为N毫秒的时间片段内，消耗在垃圾收集上的时间不得超过N毫秒，这几乎已经是实时Java（RTSJ）的垃圾收集器的特征了。
• 使用G1收集器时，Java堆的内存布局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阂了，它们都是一部分（可以不连续）Region的集合
• G1将新生代，老年代的物理空间划分取消了。

• 在java 8中，持久代也移动到了普通的堆内存空间中，改为元空间。

jdk8环境下，默认使用 Parallel Scavenge（新生代）+ Serial Old（老年代）

• java -XX:+PrintCommandLineFlags -version
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