ParNew + CMS简介

呆呆的亮亮
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        随着计算机的发展，我们现在使用的电脑都是多核的，进而我们希望在执行垃圾回收的时候，也充分利用多核的优势，提高垃圾回收的效率，鉴于我们的web系统通常使用的是4核8G的服务器，所以现在很多线上系统使用的是parNew+CMS垃圾回收

1、ParNew简介

       新生代的ParNew垃圾回收器主打的就是多线程垃圾回收机制，另外一种Serial垃圾回收器主打的是单线程垃 圾回收，他们俩都是回收新生代的，唯一的区别就是单线程和多线程的区别，但是垃圾回收算法是完全一样的。 

      ParNew默认给自己设置的垃圾回收线程的数量就是跟CPU的核数是一样的，如果你一定要自己调节ParNew的垃圾回收线程数量，也是可以的，使用“-XX:ParallelGCThreads”参数可以设置线程的数量 ，但建议通常不用设置，因为单CPU运行多线程会导致频繁的线上上下文切换，有效率开销。

2、CMS简介

大纲：CMS的执行流程及特点-->在执行过程中引发的问题-->该如何优化-->为什么要设置此模板-->此模板带来的益处


一般老年代我们选择的垃圾回收器是CMS，他采用的是标记清理算法。

CMS垃圾回收流程：

初始标记：标记出来所有GC Roots直接引用的对象

并发标记：对老年代所有对象进行GC Roots追踪，其实是最耗时的

重新标记 ：对在第二阶段中被系统程序运行变动过的少数对象进行标记

并发清理：清理掉之前标记为垃圾的对象

各阶段的特点：

阶段           |  stop the world  |  耗时 

初始标记    |         true            |    短

并发标记    |          false          |     长

重新标记    |         true            |    短

并发清理    |         false           |    长

思考问题：

  • 为什么parNew使用的是STW之后，整体进行复制清除，而老年代却要分阶段处理呢？
  • CMS为什么要设计这几个阶段，少其中任何一个阶段可以吗？
  • 如果CMS垃圾回收期间，系统程序要放入老年代的对象大于了可用内存空间，此时会如何？
  • CMS使用的是标记清除算法，内存碎片该如何优化呢？

2.1、优化：

1、如果CMS垃圾回收期间，系统程序要放入老年代的对象大于了可用内存空间，此时会如何？

       这个时候，会发生Concurrent Mode Failure，就是说并发垃圾回收失败了，我一边回收，你一边把对象放入老年代，内存都不够了。 此时就会自动用“Serial Old”垃圾回收器替代CMS，就是直接强行把系统程序“Stop the World”，重新进行长时间的GC Roots追 踪，标记出来全部垃圾对象，不允许新的对象产生 然后一次性把垃圾对象都回收掉，完事儿了再恢复系统线程。切换到“Serial Old”垃圾回收器执行是非常缓慢的，

        “-XX:CMSInitiatingOccupancyFaction”：可以用来设置老年代占用多少比例的时候触发CMS垃圾回收，老年代占用了92%空间了，就自动进行CMS垃圾回收，预留8%的空间给并发回收期间，系统程序把一些新对象放入老年代 中。

        所以在生产实践中，“-XX:CMSInitiatingOccupancyFaction”需要合理设置一下，避免“Concurrent Mode Failure”问题。

2、内存碎片问题

      老年代的CMS采用“标记-清理”算法，会导致大量的内存碎片产生。会导致后续对象进入老年代找不到可用的连续内存空间了，然后触发Full GC。提高FullGC触发频率。

        CMS有一个参数是“-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection”，默认就打开了，意思是在Full GC之后要再次进行“Stop the World”，停止工作线程，然后进行碎片整理，就是把存活对象挪到一起，空出来大片 连续内存空间，避免内存碎片。

       还有一个参数是“-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction”，这个意思是执行多少次Full GC之后再执行一次内存碎片整理的工作，默认 是0，意思就是每次Full GC之后都会进行一次内存整理。

2.2、ParNew + CMS参数模板

为什么设置此模板？

  1. JVM默认配置使用的内存是非常小的，不利于线上系统的正常运行；
  2. 很多人不了解JVM，不知道参数该如何设置；
  3. 为了以后自己使用方便

使用此模板的好处？

  1. 对于通常的web系统，各区域大小设置的较为合理，可防止存活时间短的对象进入老年代，频繁触发FullGC；
  2. 虽然每次fullGC之后，都会对内存进行整理，增加了GC时间的，但是降低了fullGC触发的频率，整体是划算的；
  3. eden和survivor使用的是默认比例，可以通过jstat 查看每次gc的情况，适当的调整

服务器配置4核8G，参数模板

-Xms4096M -Xmx4096M -Xmn3072M -Xss1M -XX:PermSize=256M -XX:MaxPermSize=256M -XX:+UseParNewGC -
XX: + UseConcMarkSweepGC -XX:CMSInitiatingOccupancyFaction=92 -XX: + UseCMSCompactAtFullCollection -
XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=0 -XX:+CMSParallellnitialMarkEnabled -XX:+CMSScavengeBeforeRemark

模板参数解析：

1、因为要预留一部分内存给服务器，所以设置的堆内存为4G；

2、新生代分配了3G内存，为了增大survivor区大小，防止因为动态对象年龄判断或老年代担保，使对象进入老年代。

3、虚拟机栈设置为1M，防止因调用过多，导致栈内存溢出；

4、CMS垃圾回收触发时机，通常配置92；

5、每次CMS之后整理压缩，防止内存碎片；

6、“-XX:+CMSParallellnitialMarkEnabled” 开启ParNew新生代并发清理

7、"-XX:+CMSScavengeBeforeRemark" 在cms gc 重新标记之前做一次ygc，减少gc roots扫描的对象数，从而提高remark的效率


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