7 個垃圾收集器

垃圾收集器就是記憶體回收操作的具體實現，HotSpot 有 7 種。因為它們各有各的適用場景。有的屬於新生代收集器，有的屬於老年代收集器，所以一般都是搭配使用的。關於它們的簡單介紹以及分類請見下圖。

Serial 收集器

特點:

1.“單執行緒”操作。會產生“Stop The World”。
2.採用"Stopr the world"。
3.Serial 收集器是虛擬機器器在 Client模式下的預設新生代收集器，它的優勢是簡單高效，適合單 CPU 模式。
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ParNew 收集器

1.其本身就是 Serial 收集器的多執行緒版本。雖然除此之外沒什麼創新之處，但它卻是許多執行在 Server 模式下的虛擬機器器中的首選新生代收集器。

2.除了 Serial 收集器外，只有它能和 CMS 收集器搭配使用。
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Parallel Scavenge 收集器

1.新生代收集器，並行的多執行緒收集器。
2.使用複製演演算法，
3.可控制吞吐量（Throughput）。
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吞吐量 = 執行使用者程式碼時間 / ( 執行使用者程式碼時間 + 垃圾收集時間 )

可調節的虛擬機器器引數：

• -XX:MaxGCPauseMillis：最大 GC 停頓的秒數；
• -XX:GCTimeRatio：吞吐量大小，一個 0 ~ 100 的數，最大 GC 時間佔總時間的比率 = 1 / (GCTimeRatio + 1)；
• -XX:+UseAdaptiveSizePolicy：一個開關引數，開啟後就無需手工指定 -Xmn
  ，-XX:SurvivorRatio 等引數了，虛擬機器器會根據當前系統的執行情況收集效能監控資訊，自行調整。

Serial Old 收集器

1.Serial收集器的老年代版，同為單執行緒。
2.使用標記整理演演算法。
3.作為CMS收集容器的後備預案。
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Prallel Old 收集器

1.Parallel Old收集器的老年代版，多執行緒。
2.使用標記-整理演演算法。
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CMS 收集器（Concurrent Mark Sweep）

特點:

1.CMS注重於服務的響應速度，希望系統停頓時間最短。
2.基於“標記-清除”演演算法實現的。【注1】
3.存在以下幾點缺點：
    （1）CMS收集器對CPU資源非常敏感。
    （2）CMS收集器無法處理浮動垃圾。
    （3）由於基於標記-清除演演算法，所以會產生大量碎片
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【注1】 標記-清除演演算法步驟： 1.初始標記 2.併發標記 3.重新標記 4.併發清除

引數設定：

• -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection：在 CMS 要進行 Full GC 時進行記憶體碎片整理（預設開啟）
• -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction：在多少次 Full GC 後進行一次空間整理（預設是 0，即每一次 Full GC 後都進行一次空間整理）

關於 CMS 使用 標記 - 清除 演演算法的一點思考：

之前對於 CMS 為什麼要採用 標記 - 清除 演演算法十分的不理解，既然已經有了看起來更高階的 標記 - 整理 演演算法，那 CMS 為什麼不用呢？最近想了想，感覺可能是這個原因，不過也不是很確定，只是個人的一種猜測。

標記 - 整理 會將所有存活物件向一端移動，然後直接清理掉邊界以外的記憶體。這就意味著需要一個指標來維護這個分隔存活物件和無用空間的點，而我們知道 CMS 是併發清理的，雖然我們啟動了多個執行緒進行垃圾回收，不過如果使用 標記 - 整理 演演算法，為了保證執行緒安全，在整理時要對那個分隔指標加鎖，保證同一時刻只有一個執行緒能修改它，加鎖的這一過程相當於將並行的清理過程變成了序列的，也就失去了並行清理的意義了。

所以，CMS 採用了 標記 - 清除 演演算法。

G1 收集器

特點: 1.並行併發。 2.分代收集。 3.空間整合。 4.可預測的停頓。

G1運算步驟

1.初始標記
2.併發標記
3.最終標記
4.篩選回收
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GC 日誌解讀

Java 記憶體分配策略

新生代和老年代的 GC 操作:

• 新生代 GC 操作：Minor GC
  • 發生的非常頻繁，速度較塊。
• 老年代 GC 操作：Full GC / Major GC
  • 經常伴隨著至少一次的 Minor GC；
  • 速度一般比 Minor GC 慢上 10 倍以上。

優先在 Eden 區分配

• Eden 空間不夠將會觸發一次 Minor GC；
• 虛擬機器器引數：
  • -Xmx：Java 堆的最大值；
  • -Xms：Java 堆的最小值；
  • -Xmn：新生代大小；
  • -XX:SurvivorRatio=8：Eden 區 / Survivor 區 = 8 : 1

大物件直接進入老年代

• 大物件定義： 需要大量連續記憶體空間的 Java 物件。例如那種很長的字串或者陣列。
• 設定物件直接進入老年代大小限制：
  • -XX:PretenureSizeThreshold：單位是位元組；
    • 只對 Serial 和 ParNew 兩款收集器有效。
  • 目的： 因為新生代採用的是複製演演算法收集垃圾，大物件直接進入老年代可以避免在 Eden 區和 Survivor 區發生大量的記憶體複製。

長期存活的物件將進入老年代

• 固定物件年齡判定： 虛擬機器器給每個物件定義一個年齡計數器，物件每在 Survivor 中熬過一次 Minor GC，年齡 +1，達到 -XX:MaxTenuringThreshold 設定值後，會被晉升到老年代，-XX:MaxTenuringThreshold 預設為 15；
• 動態物件年齡判定： Survivor 中有相同年齡的物件的空間總和大於 Survivor 空間的一半，那麼，年齡大於或等於該年齡的物件直接晉升到老年代。