JVM-垃圾收集器

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1 Serial收集器

他是一个新生代单线程收集器,在它进行垃圾收集时,采用复制算法,且会暂停其他所有的工作线程,直到它收集结束。

2 ParNew收集器

他是一个Serial的多线程版本,在它进行垃圾收集时,采用复制算法,且会暂停其他所有的工作线程,直到它收集结束。ParNew收集器除了多线程收集之外,其他与Serial收集器相比并没有太多创新之处,但它却是许多运行在Server模式下的虚拟机中首选的新生代收集器,其中有一个与性能无关但很重要的原因是,除了Serial收集器外,目前只有它能与CMS收集器配合工作。

3 Parallel Scavenge收集器

Parallel Scavenge收集器是一个新生代收集器,它也是使用复制算法的收集器,又是并行 的多线程收集器。Parallel Scavenge收集器的目标则是达到一个可控制的吞吐量(Throughput)。所谓吞吐量就是CPU用于运行用户代码的时间与CPU总消耗时间的比值,即吞吐量=运行用户代码时间/(运行用户代码时间+垃圾收集时间),虚拟机总共运行了100分钟,其中垃圾收集花掉1分钟,那吞吐量就是99%。

4 Serial Old收集器

Serial Old是Serial收集器的老年代版本,它同样是一个单线程收集器,使用“标记-整理”算法。

5 Parallel Old收集器

Parallel Old是Parallel Scavenge收集器的老年代版本,使用多线程和“标记-整理”算法。

6 CMS收集器

CMS(Concurrent Mark Sweep)收集器是一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器。基于“标记-清除”算法

它执行的整个过程分为4个步骤,包括:

初始标记(CMS initial mark) 需要暂停用户线程

并发标记(CMS concurrent mark)和用户线程一起执行

重新标记(CMS remark)需要暂停用户线程

并发清除(CMS concurrent sweep) 和用户线程一起执行

优点:并发收集、低停顿 缺点:1.对cpu资源敏感,由于并发执行 导致吞吐量很低 2.无法处理浮动垃圾 既在标记过后 清除垃圾的时候 用户线程在这时候产生的垃圾,所以要预留空间来存放这些垃圾 3.基于标记清除算法,会产生大量的空间碎片

7 G1收集器

G1(Garbage-First)收集器是当今收集器技术发展的最前沿成果之一,与其他GC收集器相比,G1具备如下特点。

并行与并发:G1能充分利用多CPU、多核环境下的硬件优势,,部分其他收集器原本需要停顿Java线程执行的GC动作,G1收集器仍然可以通过并发的方式让Java程序继续执行。

分代收集:与其他收集器一样,分代概念在G1中依然得以保留。虽然G1可以不需要其他收集器配合就能独立管理整个GC堆,但它能够采用不同的方式去处理新创建的对象和已经存活了一段时间、熬过多次GC的旧对象以获取更好的收集效果。

空间整合:与CMS的“标记—清理”算法不同,G1从整体来看是基于“标记—整理”算法实现的收集器,从局部(两个Region之间)上来看是基于“复制”算法实现的,但无论如何,这两种算法都意味着G1运作期间不会产生内存空间碎片,收集后能提供规整的可用内存。这种特性有利于程序长时间运行,分配大对象时不会因为无法找到连续内存空间而提前触发下一次GC。

可预测的停顿:能建立可预测的停顿时间模型,能让使用者明确指定在一个长度为M毫秒的时间片段内,消耗在垃圾收集上的时间不得超过N毫秒。 G1跟踪各个Region里面的垃圾堆积的价值大小(回收所获得的 空间大小以及回收所需时间的经验值),在后台维护一个优先列表,每次根据允许的收集时间,优先回收价值最大的Region(这也就是Garbage-First名称的来由)。这种使用Region划分内存空间以及有优先级的区域回收方式,保证了G1收集器在有限的时间内可以获取尽可能高的收集效率。

在G1之前的其他收集器进行收集的范围都是整个新生代或者老年代,而G1不再是这样。使用G1收集器时,Java堆的内存布局就与其他收集器有很大差别,它将整个Java堆划分为多个大小相等的独立区域(Region),虽然还保留有新生代和老年代的概念,但新生代和老年代不再是物理隔离的了,它们都是一部分Region(不需要连续)的集合。

一个对象被分配在一个Region中,如何避免跟其他区域关联引用的时候,gc避免全局扫描呢?

在G1收集器中,Region之间的对象引用以及其他收集器中的新生代与老年代之间的对象 引用,虚拟机都是使用Remembered Set来避免全堆扫描的。G1中每个Region都有一个与之对应的Remembered Set,虚拟机发现程序在对Reference类型的数据进行写操作时,会产生一个WriteBarrier暂时中断写操作,检查Reference引用的对象是否处于不同的Region之中,如果是,便通过CardTable把相关引用信息记录到被引用对象所属的Region的Remembered Set之中。当进行内 存回收时,在GC根节点的枚举范围中加入Remembered Set即可保证不对全堆扫描也不会有遗漏。

如果不计算维护Remembered Set的操作,G1收集器的运作大致可划分为以下几个步骤:

初始标记(Initial Marking)

并发标记(Concurrent Marking)

最终标记(Final Marking)

筛选回收(Live Data Counting and Evacuation)