JVM学习笔记——垃圾收集器

title: JVM学习笔记——垃圾收集器
date: 2018/9/4 17:09:31
description: 最近开始着手JVM的学习，在这里把自己学习过程中的笔记分享出来，希望能帮到一些小伙伴，同时也是对自己的学习的一个梳理。

垃圾收集器

垃圾收集器内容颇多，但算法原理都是基于垃圾收集算法，故这里只简单介绍一下各收集器的特点。

• HopSpot中的收集器群

  
  两个虚拟机之间的连线表示它们可以搭配使用，反之则不能搭配。
  
  

• Serial收集器

  

  • 使用“标记-整理”算法
  • “单线程”收集器，这里的单线程指的是Serial在对某一条线程执行收集工作时，必须暂停其他线程的运行，这就会造成大量的GC停顿出现。
  • 优点是简单高效，在Client模式的虚拟机中表现优秀。
    
    

• Serial Old收集器

  • Serial的老年代版本，特性基本与Serial一致。
  • 在JDK1.5之前可以与Parallel搭配使用，或者作为CMS的后备方案。
    
    

• ParNew收集器

  

  • ParNew就是针对Serial改进的多线程版本。
  • 在很多虚拟机中，ParNew却是新生代的首选收集器，因为除了Serial只有它能够与CMS搭配使用。
    
    

• Parallel Scavenge收集器

  

  • 是一个新生代的收集器，使用多线程+复制算法。
  • 主要关注吞吐量的收集器吞吐量=运行用户代码时间/(运行用户代码时间+垃圾收集时间)，提供两个参数用于精确控制吞吐量：
    • -XX:MaxGCPauseMillis,最大GC停顿时间。允许的值是一个大于0的毫秒数，收集器尽可能保证收集时间不超过该值。注意，停顿时间缩短需要牺牲吞吐量和空间，更小的停顿时间可能会导致更频繁的GC。
    • -XX:GCTimeRatio，GC时间占总时间比率。是一个0-100之间的整数，等于吞吐量的倒数。
      
      

• Parallel Old收集器

  • Parallel Scavenge的老年代版本，使用多线程+标记整理算法。
  • 由于Serial Old在服务端上性能不佳，故有了该收集器与Parallel Scavenge进行搭配使用。
    
    

• CMS收集器（Concurrent Mark Sweep）

  

  • 基于标记-清除算法实现，是一款以获取最短GC停顿时间为目标的收集器。它的运作过程分为4步：
    • 初始标记
      标记GC Roots能关联到的对象。
    • 并发标记
      由GC Roots发起对象的跟踪，验证是否可达。
    • 重新标记
      修正并发标记期间变动的一部分对象的标记记录。
    • 并发清除
      清除标记对象的空间。

  其中只有初始标记与重新标记两个过程需要进行停顿，但是这两个过程仅仅是标记，速度很快，最漫长的清除过程在CMS下可以与用户线程并行处理。

  • CMS虽然很强大，但还是有着以下3个缺点：
    • 虽然CMS不会导致GC停顿，但并发的代价就是会占用CPU资源，可能会导致用户程序变慢，在核数较低的CPU中该问题会越发明显。
    • 由于CMS的清理不会暂停用户线程，可能导致“浮动垃圾”的出现，那就需要留出一部分内存空间对应“浮动垃圾”，所以CMS有一个触发回收的内存比例，在JDK1.6中该值默认为92%。如果预留的内存还是无法满足程序需求，CMS就会启动备用方案（一般是Serial Old）来重新进行收集。
    • 由于CMS使用的是标记-清除算法，所以会有大量的内存碎片产生，会导致大对象找不到空间存放而提前触发一次Full GC进行内存整理。

• G1收集器

  在JDK1.7之后才出现的收集器，G1具备以下四个特点：

  • 并行与并发，能利用多线程，多CPU的优势，使得GC与用户线程并行。
  • G1能够独自对整个GC堆进行管理，并且留有了分代的特性，可以根据不同的区域采用不同的方式处理。
  • 将Java堆划分为多个大小相等的独立区域（Region），在Region上来看是基于复制算法实现的，从整体上看是基于标记-整理算法实现，结合了两种算法的优点。
  • 建立了可预测的停顿模型，可以通过-XX:MaxGCPauseMillis来设置期望GC时间，G1会尽量在该时间内完成GC。