垃圾收集器

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Serial收集器

Serial收集器是最基本、发展历史最悠久的收集器,曾经(在JDK1.3.1之前)是虚拟机新生代收集的唯一选择。

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。

  • 参数:-XX:+UseSerialGC
  • 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:复制算法
  • 适用范围:新生代 应用:Client模式下的默认新生代收集器

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Serial Old收集器

Serial Old收集器是Serial收集器的老年代版本,也是一个单线程收集器,不同的是采用”标记-整理算 法”,运行过程和Serial收集器一样。

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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。

  • 参数:

    • “-XX:+UseConcMarkSweepGC”:指定使用CMS后,会默认使用ParNew作为新生代收集器;
    • “-XX:+UseParNewGC”:强制指定使用ParNew。
    • -“-XX:ParallelGCThreads”:指定垃圾收集的线程数量,ParNew默认开启的收集线程与CPU的数量相同;
  • 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

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Parallel Scavenge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。

使用复制算法的并行多线程收集器。而且是并行的多线程收集器.java1.8默认的收集器

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。

  • 参数:

    -XX:+UseParallelGC

    -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。

    -XX:UseAdaptiveSizePolicy:Parallel收集器还提供了自适应的调节策略,即JVM会根据实际运行情况动态调整新生代大小、新生代和s区比例、晋升老年代对象大小等细节参数。

Parallel Old收集器

Parallel Old收集器是Parallel Scavenge收集器的老年代版本,使用多线程和”标记-整理算法”进行垃圾回收。

吞吐量优先

参数:-XX:+UseParallelOldGC

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 ->速度很快(标记GC Roots能关 联到的对象 Stop The World)
  2. 并发标记 CMS concurrent mark(进行GC Roots Tracing)
  3. 重新标记 CMS remark(修改并发标记因用户程序变动的内容 Stop The World)
  4. 并发清除 CMS concurrent sweep

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发地执行的。

  • 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

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触发条件:

  1. 如果没有设置-XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly,虚拟机会根据收集的数据决定是否触发(建议带上这个参数)。
  2. 老年代使用率达到阈值 CMSInitiatingOccupancyFraction,默认92%,前提是配置了第一个参数。
  3. 永久代的使用率达到阈值 CMSInitiatingPermOccupancyFraction,默认92%,前提是开启 CMSClassUnloadingEnabled并且配置了第一个参数。
  4. 新生代的晋升担保失败。

参数:

  • -XX:+UseConcMarkSweepGC 激活CMS收集器
  • -XX:ConcGCThreads 设置CMS线程的数量
  • -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly:如果不指定, 只是用设定的回收阈值CMSInitiatingOccupancyFraction,则JVM仅在第一次使用设定值,后续则自动调整会导致上面的那个参数不起作用。
  • -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=70:是指设定CMS在对内存占用率达到70%的时候开始GC。设置触发CMS老年代回收的内存使用率占比,默认92%。前提是配置了UseCMSInitiatingOccupancyOnly。
  • -XX:+CMSParallelRemarkEnabled:并行运行最终标记阶段,加快最终标记的速度
  • -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection:每次触发CMS Full GC的时候都整理一次碎片
  • -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=n:上一次CMS并发GC执行过后,到底还要再执行多少次full GC才会做压缩。默认是0,也就是在默认配置下每次CMS GC顶不住了而要转入full GC的时候都会做压缩。 如果把
  • -XX:+CMSClassUnloadingEnabled:让CMS可以收集永久带,默认不会收集
  • -XX:+CMSScavengeBeforeRemark:最终标记之前强制进行一个Minor GC
  • -XX:+ExplicitGCInvokesConcurrent:当调用System.gc()的时候,执行并行gc,只有在CMS或者G1下该参数才有效

G1收集器

G1特点:

  • 并行与并发
  • 分代收集(仍然保留了分代的概念)
  • 空间整合(整体上属于“标记-整理”算法,不会导致空间碎片) 可预测的停顿(比CMS更先进的地方在于能让使用者明确指定一个长度为M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)

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。

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G1的内存模型:

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问题

如何选择合适的垃圾收集器?

官网 :https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/guides/vm/gctuning/collectors.html#sthref28

优先调整堆的大小让服务器自己来选择

  • 如果内存小于100M,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 对于G1收集

JDK 7开始使用,JDK 8非常成熟,JDK 9默认的垃圾收集器,适用于新老生代。

判断是否需要使用G1收集器?

  1. 50%以上的堆被存活对象占用
  2. 对象分配和晋升的速度变化非常大
  3. 垃圾回收时间比较长

文章作者: 凌云
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