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JVM 垃圾收集器

前言

回顾

  • JVM垃圾回收模型(3要素)
    • 判断什么是垃圾
      • 引用计数器
      • GC Roots
    • 收集垃圾的算法
      • 标记-清除算法
      • 复制算法
      • 标记-整理算法
      • 分代收集算法

      每种算法可以针对不同的内存区域。

    • 垃圾收集器
      • 是垃圾收集算法的具体实现。

垃圾收集器

  • Hotspot JVM提供多种垃圾回收器,我们需要根据具体应用的需要采用不同的回收器。
  • 没有万能的垃圾回收器,每种垃圾回收器都有自己的适用场景。

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垃圾收集器的“并行”和“并发”

  • 并行(Parallel): 指多个收集器的线程同时工作但是用户线程处于等待状态。
  • 并发(Concurrent): 指收集器在工作的同时,可以允许用户线程工作。
    • 并发不代表解决了GC停顿的问题,在关键的步骤还是要停顿。
    • 比如,在收集器标记垃圾的时候。但在清除垃圾的时候,用户线程可以和GC线程并发执行。

Serial收集器

单线程的,一般在新生代

  • 单线程收集器,收集时会暂停所有工作线程(Stop The World,简称STW),使用复制收集算法,虚拟机运行在Client模式时的默认新生代收集器
  • 最早的收集器,单线程进行GC。
  • New和Old Generation都可以使用。
  • 在新生代,采用复制算法;在老年代,采用标记-整理(Mark-Compact)算法。
  • 因为是单线程GC,没有多线程切换的额外开销,简单实用。
  • Hotspot Client模式缺省的收集器。 image.png

ParNew收集器

多线程的,新生代的

  • ParNew收集器就是Serial的多线程版本,除了使用多个收集线程外,其余行为包括算法、STW、对象分配规则、回收策略等都与Serial收集器一模一样
  • 对应的这种收集器是虚拟机运行在Server模式的默认新生代收集器在单CPU的环境中,ParNew收集器并不会比Serial收集器有更好的效果。
  • Serial收集器在新生代的多线程版本。
  • 使用复制算法(因为针对新生代)。
  • 只有在多CPU的环境下,效率才会比Serial收集器高
  • 可以通过 -XX:ParallelGCThreads 来控制GC线程数的多少。需要结合具体CPU的个数。
  • Server模式下新生代的缺省收集器。

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JVM client模式和Server模式的区别。

Parallel Scavenge收集器

并行且多线程,新生代的

  • Parallel Scavenge收集器也是一个多线程收集器,也是使用复制算法,但它的对象分配规则与回收策略都与ParNew收集器有所不同,它是以吞吐量最大化(即GC时间占总运行时间最小)为目标的收集器实现,它允许较长时间的STW换取总吞吐量最大化。

Serial old收集器

单线程,老年代的

  • Serial Old是单线程收集器,使用标记―整理算法,是老年代的收集器。

Parallel Old收集器

并行且多线程,老年代的

  • 老年代版本吞吐量优先收集器,使用多线程和标记―整理算法
  • JVM 1.6提供,在此之前,新生代使用了Parallel Scavenge收集器的话,老年代除Serial Old外别无选择,因为Parallel Scavenge无法与CMS收集器配合工作。
  • Parallel Scavenge在老年代的实现
  • 在JVM 1.6才出现Parallel Old采用多线程,Mark-Compact算法更注重吞吐量。
  • Parallel Scavenge + Parallel Old=高吞吐量,但GC停顿可能不理想。

CMS (Concurrent Mark Sweep)收集器

并发且多线程,老年代的

  • CMS是一种以最短停顿时间为目标的收集器,使用CMS并不能达到GC效率最高(总体GC时间最小),但它能尽可能降低GC时服务的停顿时间,CMS收集器使用的是标记―清除算法
  • 追求最短停顿时间,非常适合Web应用
  • 只针对老年代一般结合ParNew使用
  • Concurrent,GC线程和用户线程并发工作(尽量并发)。
  • Mark-Sweep。
  • 只有在多CPU环境下才有意义。
  • 使用 -XX:+UseConcMarkSweepGC 打开。
  • 缺点:
    • CMS以牺牲CPU资源的代价来减少用户线程的停顿。当CPU个数少于4的时候,有可能对吞吐量影响非常大。
    • CMS在并发清理的过程中,用户线程还在跑。这时候需要预留一部分空间给用户线程
    • CMS用Mark-Sweep,会带来碎片问题碎片过多的时候会容易频繁触发Full GC。

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G1 收集器

最前沿的垃圾回收器

  • 之后章节介绍。

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