JVM之垃圾收集（Garbage Collection [Ⅱ]）

7 個垃圾收集器

垃圾收集器就是內存回收操做的具體實現，HotSpot 有 7 種。由於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，因此通常都是搭配使用的。關於它們的簡單介紹以及分類請見下圖。

Serial 收集器

特色:

1.「單線程」操做。會產生「Stop The World」。
2.採用"Stopr the world"。
3.Serial 收集器是虛擬機在 Client模式下的默認新生代收集器，它的優點是簡單高效，適合單 CPU 模式。
複製代碼

ParNew 收集器

特色:

1.其自己就是 Serial 收集器的多線程版本。雖然除此以外沒什麼創新之處，但它倒是許多運行在 Server 模式下的虛擬機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。
複製代碼

Parallel Scavenge 收集器

特色:

1.新生代收集器，並行的多線程收集器。
2.使用複製算法，
3.可控制吞吐量（Throughput）。
複製代碼

吞吐量 = 運行用戶代碼時間 / ( 運行用戶代碼時間 + 垃圾收集時間 )

可調節的虛擬機參數：

• -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：一個開關參數，打開後就無需手工指定 -Xmn，-XX:SurvivorRatio 等參數了，虛擬機會根據當前系統的運行狀況收集性能監控信息，自行調整。

Serial Old 收集器

特色:

1.Serial收集器的老年代版，同爲單線程。
2.使用標記整理算法。
3.做爲CMS收集容器的後備預案。
複製代碼

Prallel Old 收集器

特色:

1.Parallel Old收集器的老年代版，多線程。
2.使用標記-整理算法。
複製代碼

CMS 收集器（Concurrent Mark Sweep）

特色:

1.CMS注重於服務的響應速度，但願系統停頓時間最短。
2.基於「標記-清除」算法實現的。【注1】
3.存在如下幾點缺點：
    （1）CMS收集器對CPU資源很是敏感。
    （2）CMS收集器沒法處理浮動垃圾。
    （3）因爲基於標記-清除算法，因此會產生大量碎片
複製代碼

【注1】 標記-清除算法步驟： 1.初始標記 2.併發標記 3.從新標記 4.併發清除

參數設置：

• -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection：在 CMS 要進行 Full GC 時進行內存碎片整理（默認開啓）
• -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction：在多少次 Full GC 後進行一次空間整理（默認是 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 算法的一點思考：

以前對於 CMS 爲何要採用 標記 - 清除 算法十分的不理解，既然已經有了看起來更高級的 標記 - 整理 算法，那 CMS 爲何不用呢？最近想了想，感受多是這個緣由，不過也不是很肯定，只是我的的一種猜想。

標記 - 整理 會將全部存活對象向一端移動，而後直接清理掉邊界之外的內存。這就意味着須要一個指針來維護這個分隔存活對象和無用空間的點，而咱們知道 CMS 是併發清理的，雖然咱們啓動了多個線程進行垃圾回收，不過若是使用 標記 - 整理 算法，爲了保證線程安全，在整理時要對那個分隔指針加鎖，保證同一時刻只有一個線程能修改它，加鎖的這一過程至關於將並行的清理過程變成了串行的，也就失去了並行清理的意義了。

因此，CMS 採用了 標記 - 清除 算法。

G1 收集器

特色: 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 內存分配策略

新生代和老年代的 GC 操做:

• 新生代 GC 操做：Minor GC
  • 發生的很是頻繁，速度較塊。
• 老年代 GC 操做：Full GC / Major GC
  • 常常伴隨着至少一次的 Minor GC；
  • 速度通常比 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；
• 虛擬機參數：
  • -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

大對象直接進入老年代

• 大對象定義： 須要大量連續內存空間的 Java 對象。例如那種很長的字符串或者數組。
• 設置對象直接進入老年代大小限制：
  • -XX:PretenureSizeThreshold：單位是字節；
    • 只對 Serial 和 ParNew 兩款收集器有效。
  • 目的： 由於新生代採用的是複製算法收集垃圾，大對象直接進入老年代能夠避免在 Eden 區和 Survivor 區發生大量的內存複製。

長期存活的對象將進入老年代

• 固定對象年齡斷定： 虛擬機給每一個對象定義一個年齡計數器，對象每在 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 默認爲 15；
• 動態對象年齡斷定： Survivor 中有相同年齡的對象的空間總和大於 Survivor 空間的一半，那麼，年齡大於或等於該年齡的對象直接晉升到老年代。