談談GC回收機制和算法

- 主要針對堆內存回收

1. 都有哪些GC回收算法 ？

 

Ø 三個問題

² 哪些對象能夠回收？

² 如何回收？

² 何時回收？

 

Ø 解決哪些對象能夠回收 ？

1） 引用計數器      比較老的算法

原理：對象引用過一次，標記+1；減小一次引用，標記-1；長時間不用，到標記爲0的時候 回收

問題：很難解決對象循環引用的問題，就是兩個對象相互引用，一致清除不掉

 

2）可達性分析算法   經常使用的算法

原理：和GCRoot有關係，留着；沒有關係清除；通常只有棧對象，靜態變量對象，常量能夠當GCRoot.

 

Ø 解決如何回收？

1) 標記- 清除

問題：會產生大量不連續的內存碎片，大文件存不了，怎麼辦？在收集一次，還存不了，怎麼辦？

虛擬內存機制, 將一部分文件存到磁盤IO上；可是不用，影響性能

 

2) Copying算法

堆內存分紅兩份，一份塊爲不可清除狀態，一塊爲可清除狀態，1:1的關係，收集內存中的新生代

問題：內存使用率低

改進：1塊大的Eden和兩塊較小的Suivior空間，新建立的放在Eden中；

清除的時候能清除的清除，不能清除的放到Suivivor中，（8:1）  主流使用；

Cpoying算法的改進對提升了內存管理的效率。

新生代存不下，常常存活，把一部分數據存放到老年代.

 

3) 標記-整理算法

老生代不多發生GC，都是常常用的對象；用在老生帶。

內存滿以後，將一些不用的，標記移到一塊，在刪除，不會產生內存碎片

 

4) 分代收集算法：

將整個堆分紅新生代，和老生代，

 

 

Ø 誰來回收？

垃圾回收器來回收垃圾

有哪些垃圾回收器?

 

- 新生代   

copying算法

全部的代一直在 革新，可是並無徹底替代

 

第一代Serial：

Jdk1.3版本，單線程收集器，其它全部線程就要停掉等它完成工做

這個現象不能消除，後續的就是不斷優化減小時間的過程

 

佔用內存小的時候使用它是很好的，能提升效率。

 

第二代：ParNew

Serial的多線程版本

併發收集器，垃圾線程和用戶線程同時工做

第三代：Parallel Scavenge收集器

能夠達到一個可控制的吞吐量，吞吐量優先收集器

頻繁和用戶交互的程序不使用

 

Spark默認用的就是該款收集器，能夠在該配置文件中調整 spark-defaults.conf，收集器之間能夠組合

 

 

- 老年代

Parallel Old，

 

CMS收集器

以獲取最短回收停頓時間爲目標的收集器，具於「標記-清除」算法實現

有叫 併發停頓收集器

 

初始標記 只標記GCroot能關聯到的對象，速度很快，用戶線程會停頓

併發標記 併發標記階段，用戶線程不會停頓

從新標記 修正併發階段產生的變化

併發清除 用戶線程和垃圾線程同時工做，用戶線程不會停頓

 

和用戶交互場景多建議使用，

 

存在問題：對Cpu的資源很是敏感，沒法處理浮動垃圾

 

所以須要留出一部分空間給浮動垃圾使用，這一部分默認小於10%。

會產生大量內存碎片。

 

 

 

 

 

Ø GC算髮！

在傳統JVM內存管理中，咱們把Heap空間分爲Young/Old兩個分區，Young分區又包括一個Eden和兩個Survivor分區，以下圖所示。新產生的對象首先會被存放在Eden區，而每次minor GC發生時，JVM一方面將Eden分區內存活的對象拷貝到一個空的Survivor分區，另外一方面將另外一個正在被使用的Survivor分區中的存活對象也拷貝到空的Survivor分區內。

 

在此過程當中，JVM始終保持一個Survivor分區處於全空的狀態。一個對象在兩個Survivor之間的拷貝到必定次數後，若是仍是存活的，就將其拷入Old分區。當Old分區沒有足夠空間時，GC會停下全部程序線程，進行Full GC，即對Old區中的對象進行整理。注意：Full GC時，全部線程都暫停，因此這個階段被稱爲Stop-The-World(STW)，也是大多數GC算法中對性能影響最大的部分。

2. Sparc 內存管理GI回收算法 ？

而G1 GC則徹底改變了這一傳統思路。它將整個Heap分爲若干個預先設定的小區域塊，每一個區域塊內部再也不進行新舊分區， 而是將整個區域塊標記爲Eden/Survivor/Old。當建立新對象時，它首先被存放到某一個可用區塊（Region）中。當該區塊滿了，JVM就會建立新的區塊存放對象。當發生minor GC時，JVM將一個或幾個區塊中存活的對象拷貝到一個新的區塊中，並在空餘的空間中選擇幾個全新區塊做爲新的Eden分區。當全部區域中都有存活對象，找不到全空區塊時，才發生Full GC。而在標記存活對象時，G1使用RememberSet的概念，將每一個分區外指向分區內的引用記錄在該分區的RememberSet中，避免了對整個Heap的掃描，使得各個分區的GC更加獨立。

 

在這樣的背景下，咱們能夠看出G1 GC大大提升了觸發Full GC時的Heap佔用率，同時也使得Minor GC的暫停時間更加可控，對於內存較大的環境很是友好

              

關於Hotspot JVM所支持的完整的GC參數列表，能夠參見Oracle官方的文檔中對部分參數的解釋。