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GC原理---垃圾收集器

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垃圾收集器

如果說收集算法是內存回收的方法論,垃圾收集器就是內存回收的具體實現
Serial收集器
  • 串行收集器是最古老,最穩定以及效率高的收集器,可能會產生較長的停頓,只使用一個線程去回收。新生代、老年代使用串行回收;新生代復制算法、老年代標記-壓縮;垃圾收集的過程中會Stop The World(服務暫停)
  • 參數控制:-XX:+UseSerialGC 串行收集器
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ParNew收集器
  • ParNew收集器其實就是Serial收集器的多線程版本。新生代並行,老年代串行;新生代復制算法、老年代標記-壓縮
  • 參數控制:-XX:+UseParNewGC ParNew收集器
    -XX:ParallelGCThreads 限制線程數量
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Parallel Scavenge收集器
  • Parallel Scavenge收集器類似ParNew收集器,Parallel收集器更關註系統的吞吐量。可以通過參數來打開自適應調節策略,虛擬機會根據當前系統的運行情況收集性能監控信息,動態調整這些參數以提供最合適的停頓時間或最大的吞吐量;也可以通過參數控制GC的時間不大於多少毫秒或者比例;
  • 停頓時間越短就越適合需要與用戶交互的程序,良好的響應速度能提升用戶體驗,而高吞吐量則可以高效地利用CPU時間,主要適合在後臺運算而不需要太多交互的任務。
  • Parallel Scavenge收集器提供了兩個參數用於精確控制吞吐量,分別是控制最大垃圾收集停頓時間 -XX:MaxGCPauseMillis以及直接設置吞吐量大小的-XX:GCTimeRatio。
  • 新生代復制算法、老年代標記-壓縮
  • 參數控制:-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,使用多線程和“標記-整理”算法。這個收集器是在JDK 1.6中才開始提供
  • 參數控制: -XX:+UseParallelOldGC 使用Parallel收集器+ 老年代並行
CMS收集器
  • CMS(Concurrent Mark Sweep)收集器是一種以獲取最短回收停頓時間為目標的收集器。
  • 目前很大一部分的Java應用都集中在互聯網站或B/S系統的服務端上,這類應用尤其重視服務的響應速度,希望系統停頓時間最短,以給用戶帶來較好的體驗。
  • 從名字(包含“Mark Sweep”)上就可以看出CMS收集器是基於“標記-清除”算法實現的,它的運作過程相對於前面幾種收集器來說要更復雜一些,整個過程分為4個步驟,包括:
    • 初始標記(CMS initial mark)
      並發標記(CMS concurrent mark)
      重新標記(CMS remark)
      並發清除(CMS concurrent sweep)
  • 其中初始標記、重新標記這兩個步驟仍然需要“Stop The World”(STW)。初始標記僅僅只是標記一下GC Roots能直接關聯到的對象,速度很快,並發標記階段就是進行GC Roots Tracing的過程,而重新標記階段則是為了修正並發標記期間,因用戶程序繼續運作而導致標記產生變動的那一部分對象的標記記錄,這個階段的停頓時間一般會比初始標記階段稍長一些,但遠比並發標記的時間短。
  • 由於整個過程中耗時最長的並發標記和並發清除過程中,收集器線程都可以與用戶線程一起工作,所以總體上來說,CMS收集器的內存回收過程是與用戶線程一起並發地執行。老年代收集器(新生代使用ParNew)
  • 優點:並發收集、低停頓
  • 缺點:產生大量空間碎片、並發階段會降低吞吐量
  • .CMS收集器對CPU資源非常敏感。默認啟動的回收線程數是(CPU+3)/4. 當CPU 4個以上時,並發回收垃圾收集線程不少於25%的CPU資源。
Serial Old收集器
  • Serial Old是Serial收集器的老年代版本,它同樣是一個單線程收集器。給Client模式下的虛擬機使用。

  • 新生代采用復制算法,暫停所有用戶線程;

  • 老年代采用標記-整理算法,暫停所有用戶線程;

    G1收集器
  • 空間整合,G1收集器采用標記整理算法,不會產生內存空間碎片。分配大對象時不會因為無法找到連續空間而提前觸發下一次GC。
  • 可預測停頓,這是G1的另一大優勢,降低停頓時間是G1和CMS的共同關註點,但G1除了追求低停頓外,還能建立可預測的停頓時間模型,能讓使用者明確指定在一個長度為N毫秒的時間片段內,消耗在垃圾收集上的時間不得超過N毫秒,這幾乎已經是實時Java(RTSJ)的垃圾收集器的特征了。
  • 使用G1收集器時,Java堆的內存布局與其他收集器有很大差別,它將整個Java堆劃分為多個大小相等的獨立區域(Region),雖然還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閡了,它們都是一部分(可以不連續)Region的集合
  • G1將新生代,老年代的物理空間劃分取消了。
  • 在java 8中,持久代也移動到了普通的堆內存空間中,改為元空間。

jdk8環境下,默認使用 Parallel Scavenge(新生代)+ Serial Old(老年代)
  • java -XX:+PrintCommandLineFlags -version
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GC原理---垃圾收集器