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  • JVM中的垃圾回收器及垃圾收集算法描述

    首先需要了解下JVM(Java虚拟机)中的内存分配情况:

    收集器的介绍

    Serial收集器:是最原始的收集器,是单线程的,实现简单,但是在后台收集垃圾的时候,其他的工作线程都会停止,直到垃圾收集线程执行完毕,给用户的体验就是出现停顿现象,体验差。但是当收集的垃圾少,停顿时间短,次数少,还是可以接受的。运行在Client模式下是一个很好的选择。
    ParNew收集器:是Serial收集器的多线程办,不过在单处理器下效果不比Serial收集器效果好,多线程会采取对应的机制,默认开始的线程数量和CPU的数量相同。
    CMS收集器:目标是缩短用户的停顿时间,即垃圾收集的时间,是并发收集器,是牺牲吞吐量和新生代空间来换取的。
    Parallel Scavenge收集器:目标是达到一个可控的吞吐量(运行用户代码/(运行用户代码+垃圾收集时间)),被称为吞吐量优先的收集器。采用复制算法实现

    算法

    引用计数法:在对象中添加一个基数器,当有变量引用这个对象时,计数器就加一,当变量放开对这个对象的引用时,计数器就减一,当计数器的值为0时,表示没有引用这个对象的变量了,后续就可以被垃圾收集器处理了。
    优缺点:实现简单,但针对互相引用的对象没办法进行清理。如:      objA.instance=objB;objB.instance=objA;这种情况下,其他变量引用这2个对象了,但是这两个   对象仍然不能删除,因为它们互相引用,计数器的值不为0.

    可达性分析:以GC Roots为起点,从这些节点开始,向下搜索形成引用链,当GC Roots到某个对象为不可达时,表示这个对象就是一个无用的对象,可以在垃圾收集时进行处理。
    标记-清处算法:进行2个过程,标记:把需要清理的对象都标记出来;清除:就是把标记的对象都清楚掉。这2个过程效率都不是很高,且会产生很多空间碎片,导致因为大对象没有连续的内存分配空间而引起再次的垃圾回收。

    复制算法:标记-清除算法中存在效率和空间碎片问题,此复制算法可以解决效率问题,把内存空间分为等同大小的块,使用其中的一块进程分配,当内存用完时,把还存活的对象放到另一个内存中,然后把原理内存块一起清理掉,新块中根据指针按需分配排列。实现简单,效率好,但是会浪费一般的内存。
    标记整理算法:此算法也是分为2步,第一步标记,第二步整理,标记和前面讲的标记一样,仅是第二步整理,是把存活的对象往一个方向移动,然后清除掉边缘部分。此种算法没有空间碎片的存在了。
    分代收集算法:没有采用新的算法,而是根据对象的存活时间不同,把内存分为新生代和老年代,且由于新生代多为新创建的对象,需要的内存空间大,比例按照8:1:1进行划分内存的。然后根据区域的不同采用不同的收集算法,新生代的对象存活率低,可以使用复制算法,老年代的对象存活率高,可以采用标记清除或者标记整理算法。

    GC日志

    GC的日志格式就是时间+类型+内存数据等信息的构成
    在日志结果中,可以观察到,使用的收集器是Parallel Scavenge收集器-> PSYoungGen,ps是缩写,默认的Default New Generation的是新生代是使用Serial收集器。名字与收集器有关。使用时根据具体的情况进行实例对象的分配,比如新生代中的Eden区内存不够时,接下来大的实例化对象存到survivor中也不够,则就会直接存储到老年区。

    而使用Serial收集器时,先分配6M的新生代区域,后面的4M不够分配,会发生minor GC,在GC期间,6M的空间不足以分配到survivor区域(这个区域仅1M),所以会通过担保机制把6M的对象直接放入到老年区。使用的收集器不同得出的垃圾回收日志会不相同。
    Minor GC:是指新生代的垃圾回收,一般java对象的生命周期都很短,minor GC频繁,回收也快。
    Full GC:指老年代的回收,经常会伴随一次minor GC,但不是绝对的,Parallel Scavenge就可以直接Major GC,速度一般比minor GC 慢10倍以上。

    测试代码如下所示:

    package com.class01;
    
    /**
     * @Author: guopengxia
     * @Date: 2019/3/22 19:09
     * @Version: 1.0
     */
    public class Class01 {
        private static final int _1MB=1024*1024;
        /**
         * 设置VM的参数:
         *   -Xms20M  -Xmx20M  -Xmn10M    //Xms,Xmx设置堆内存的大小(20M) Xmn:设置年轻代大小
         *   -XX:PrintGCDetails   //设置打印GC的详细信息(收集器日志参数)
         *   -XX:SurvivorRatio=8  //设置老年区的比例信息,新生区Eden:其中一个Survivor的比例为8:1
         */
    
        public static void testAllocation(){
            byte [] allocation1,allocation2,allocation3,allocation4;
            allocation1=new byte[2*_1MB];
            allocation2=new byte[2*_1MB];
            allocation3=new byte[2*_1MB];
            allocation4=new byte[4*_1MB];  //此处会出现一次Minor GC(当新生代没有内存进行分配时,会出现Minor GC)
        }
    
        public static void main(String []args){
            Class01.testAllocation();
        }
    }

    下面是日志截图,这次是日志显示到控制台(可以把GC的信息打印到日志文件中,进行参数设置即可)

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