JVM 技术详解：常见的 GC 算法（Parallel/CMS/G1）

Posted 2023-03-25

参考技术A

学习了 GC 算法的相关概念之后，我们将介绍在 JVM 中这些算法的具体实现。首先要记住的是，大多数 JVM 都需要使用两种不同的 GC 算法——一种用来清理年轻代，另一种用来清理老年代。

我们可以选择 JVM 内置的各种算法。如果不通过参数明确指定垃圾收集算法，则会使用相应 JDK 版本的默认实现。本章会详细介绍各种算法的实现原理。

串行 GC 对年轻代使用 mark-copy（标记—复制）算法，对老年代使用 mark-sweep-compact（标记—清除—整理）算法。

两者都是单线程的垃圾收集器，不能进行并行处理，所以都会触发全线暂停（STW），停止所有的应用线程。

因此这种 GC 算法不能充分利用多核 CPU。不管有多少 CPU 内核，JVM 在垃圾收集时都只能使用单个核心。

要启用此款收集器，只需要指定一个 JVM 启动参数即可，同时对年轻代和老年代生效：

该选项只适合几百 MB 堆内存的 JVM，而且是单核 CPU 时比较有用。

对于服务器端来说，因为一般是多个 CPU 内核，并不推荐使用，除非确实需要限制 JVM 所使用的资源。大多数服务器端应用部署在多核平台上，选择 串行 GC 就意味着人为地限制了系统资源的使用，会导致资源闲置，多余的 CPU 资源也不能用增加业务处理的吞吐量。

关于串行垃圾收集器的日志内容，我们在后面的内容《GC 日志解读与分析》之中进行详细的讲解。

并行垃圾收集器这一类组合，在年轻代使用“标记—复制（mark-copy）算法”，在老年代使用“标记—清除—整理（mark-sweep-compact）算法”。年轻代和老年代的垃圾回收都会触发 STW 事件，暂停所有的应用线程来执行垃圾收集。两者在执行“标记和复制/整理”阶段时都使用多个线程，因此得名“ Parallel ”。通过并行执行，使得 GC 时间大幅减少。

通过命令行参数 -XX:ParallelGCThreads=NNN 来指定 GC 线程数，其默认值为 CPU 核心数。可以通过下面的任意一组命令行参数来指定并行 GC：

并行垃圾收集器适用于多核服务器，主要目标是增加吞吐量。因为对系统资源的有效使用，能达到更高的吞吐量：