GC收集器理解

Posted 2022-12-29 jemb

GC的收集器种类：

 

 收集器存在连线的说明他们可以配合使用。

 

新生代垃圾收集器

1.串行GC（serial）垃圾回收器

　　单线程收集器，必须暂停所有的工作线程直到结束：

 

最古老，稳定效率高的垃圾回收器

对应的JVM参数是： -XX：+UseSerialGC

开启后会使用：Serial(Young区用) + Serial（Old区用）的收集器组合，表示新生代，老年代都会使用串行的垃圾回收器，

新生代使用复制算法，老年代使用标志-整理算法

参数示例:  -Xms10m  -Xmx10m  -XX:PrintGCDetails  -XX:UseSerialGC   

 

 

2.并行GC（ParNew）收集器

使用多线程进行垃圾回收，在垃圾回收时，会 STW暂停其他所有工作线程直到他结束。

 

 

 

ParNew收集器就是Serial收集器的新生代的并行多线程版本。最常见的是

配合老年代的CMS GC工作。其余行为和Serial行为一样，同样需要暂停所有线程。

开启后：新生代使用并行垃圾回收，老年代使用串行垃圾回收。

JVM参数：-XX:+UseParNewGC 

JDK8 的默认垃圾回收器，ParNew+Serial这条线已经不被使用，官方已经说这样不好。

备注： -XX：ParallelGCThreads  限制线程数，默认启动和CPU数目相同的线程数

 

 3.Parallel Scavenge（Parallel GC）

 

关注：（适用与计算型场景，无需考虑停顿时间，直接开起多个线程）

可控吞吐量 = （运行代码时间/ 运行代码垃圾手机时间） 

程序运行100分钟，垃圾收集器1分钟，吞吐量为99%

自适应调节策略：根据当前系统的运行情况收集性能，监控信息，动态调整这些参数提供合适的停顿时间（-XX：MaxGCPauseMillis）和吞吐量

JVM参数：-XX：+UseParallelGC

    -XX:ParallelGCThreads =  数字N，N表示启动多少个GC线程

    cpu线程数  >  8              N = 5/8 

    cpu线程数  <  8             N = 实际cpu线程数

 

老年代垃圾收集器：

1.SerialOld（单线程老年代）

作用： 作为老年代版本CMS垃圾收集器的 后备收集器

 

2.CMS（并发标记清除）

Concurret Mark Sweep：是一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器。

适合应用在互联网或B/S系统的服务器上，这类应用重视服务器的相应速度，希望系统停顿时间最短。

虽然JDk后的G1出现了对停顿时间可控的功能，但是对于小于32G的场景，CMS还是中小型公司的首选。

 

并发收集低停顿，并发指的是与用户线程一起执行。

CMS必须在老年代堆内存耗尽前，完成GC回收。否则将触发担保机制，使用串行回收，将造成更大的停顿时间。

 

 

 

 

 

JVM参数：-XX:+UseConcMarkSweepGC 开启参数，会自动将 -XX:+UserParNewGC打开、

开启参数后：；使用ParNew（Young）+CMS（Old）+SerialOld（CMS出错启用）

 

CMS垃圾回收四大阶段

初始标记（initial mark）： 标记一下GC Roots能直接引用的对象罢了，速度很快，需要暂停所有工作线程，但是影响不大，速度很快

并发标记（concurrent mark）：垃圾回收线程对已有对象进行GC Roots追踪。同时这个过程还会创建新的对象，也可能让部分存活的对象失去引用。

重新标记（remark）：因为第二阶段，一边标记存活对象和垃圾对象，一边系统不停的创建新的对象，让老对象变成垃圾。第二阶段后，肯定有很多存活对象和垃圾对象，是第二阶段没有标记出来的。所以第三阶段，需要让系统停下来，对第二阶段的垃圾对象进行处理。由于是对第二阶段少数对象进行标记，所以速度还是很快的。

并发清理（concurrent sweep）：清除GCRoot 不可达的对象，和用户线程一起工作

总体来看：CMS的内存回收线程和用户线程一起并发执行

 

GCROOT？

垃圾：内存中不再被使用到的空间就是垃圾，判断一个对象是否能够被回收，枚举根节点可达性算法，必须是一组活跃的引用

GCRoots对象：

1.虚拟机栈（栈帧的局部变量所引用的对象）

2.方法区类静态变量引用的对象的对象

3.方法区中常量引用的对象

4.本地方法栈（JNI Native）中引用的对象

 

 

CMS优缺点？

优点：并发收集低停顿

缺点：

1.CMS在收集时与应用程序一起运行会增加堆内存的占用，CMS必须在老年代的堆内存耗尽前完成垃圾回收，否则回收失败，会触发担保机制串行化的老年代垃圾收集器会造成较大的停顿时间

2.采用标记清除算法，无法整理空间碎片，老年代空间会随着应用时间变长，逐步被耗尽，最后不得不使用担保机制进行堆内存的压缩。

CMS提供了参数： -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction（默认为0，即每次都进行内存的整理）来指定多少次CMS垃圾收集之后，进行一次压缩的FullGC

 

 

G1

面向服务端引用收集器，应用在多处理器和大容量内存的环境，实现高吞吐量的同时，减少停顿时间。

 

特点：

1.不会产生碎片 （G1中region的一部分包含老年代，GQ收集器通过将对象从一个区域复制到另一个区域，完成清理的工作。在正常的处理过程中，G1完成了堆内存的压缩，这样就不会有CMS的碎片化问题）

2.用户可以指定期望停顿的时间

3.充分利用多核Cou，多核环境的优势，尽量缩短STW， G1整体采用标记-清理，局部使用复制短发，宏观上不区分新生代，老年代，微观上保留了新生代和老年代的区分

 

主要改变Eden，Survivor和tenured 等内存区域，不再时连续的了，而是变成一个个大小一样的region 1-32M，最多能设置2048个区域，

最大32M*2048 = 64G，一个region可能是Eden，Survivor和Tenured区域

 

 

ZGC（10毫秒级别）

特点：

1.着色指针：一个指针64位，寻址使用42位，剩下22位保存着色信息，标记

2.读屏障：解决GC线程和应用线程并发修改对象状态的问题，而不是通过STW实现全局的锁定

3.并发处理：

4,.基于region，动态决定大小，对大对象进行分配