JVM垃圾回收器

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垃圾回收器

  1. 首先，垃圾回收算法有，标记复制、标记清除、标记整理
  2. 新生代收集器：Serial、ParNew、Parallel Scavenge
  3. 老年代收集器：Serial Old、Parallel Old、CMS
  4. 整堆收集器：G1
  5. JDK1.8默认收集器

    1. JDK 8默认搜集器为ParrallelGC，即Young区采用Parallel Scavenge，老年代采用Parallel Old进行收集（PS + PO）

    2. 这套配置的特点是吞吐量优先，一般适用于后台任务型服务器

Serial收集器

  1. Serial收集器是一种新生代的垃圾收集器，是一个单线程工作的收集器， 使用标记复制算法进行回收
  2. 收集器在工作时必须暂停其他所有工作线程，成为Stop The World(STW)
  3. SefePoint 全局安全点：它就是代码中的一段特殊的位置，在所有用户线程到达 SafePoint 之后，用户线程挂起，GC 线程会进行清理工作。
  4. 优缺点：
    1. 高效简单，所有收集器汇总额外内存消耗最小的

ParNew收集器

  • Serial收集器的多线程版本，除了使用多线程外其他参数和机智与Serial完全一致
  • STW时，Parnew是多线程回收的,Serial是单线程的

Parallel Scavenge收集器

  • 新生代收集器（Java8默认年轻代收集器）
  • 基于标记复制算法，而且可以并行收集（多线程）
  • Parallel Scavenge与ParNew的区别
    • Parallel Scavenge更注重收集器的吞吐量上（用户代码时间/用户代码时间+垃圾手机的时间的值）

Serial Old收集器

  • 老年代收集器
  • 单线程收集器使用标记整理算法
  • Serial Old收集器有两种用途
    • 在JDK5和之前的版本与Parallel Scavenge搭配使用
    • 作为CMS收集器的备选 image

Parallel Old收集器

  • Parallel Scavenge的老年代版本
  • 支持多线程并发收集、基于标记-整理算法
  • image

CMS收集器

  • 老年代收集器
  • 主要目标是获取最短的回收停顿时间
  • 基于标记-清除算法 、 支持并发收集
  • 收集流程如下：
    • 初始标记，标记GCroots直接关联到的对象，速度很快
    • 并发标记，并发标记从GCroots的直接关联对象开始遍历整个对象图。
    • 重新标记，检查错误标记或漏掉标记的情况
    • 并发清除
  • 初始标记与重新标记需要STW
  • image
  • CMS的缺点
    • 在并发阶段会占用一部分应用线程降低吞吐量
    • CMS无法处理浮动垃圾
      • 浮动垃圾：由于并发标记和并发清理阶段用户线程还在继续运行，这部分产生的垃圾无法处理
    • 标记清除会出现大量空间碎片
    • S回收过程中触发两次STW
      • 第一次暂停从root对象开始标记存活的对象，这个阶段称为初始标记；
      • 第二次暂停是在并发标记之后， 暂停所有应用程序线程，重新标记并发标记阶段遗漏的对象（在并发标记阶段结束后对象状态的更新导致）

G1收集器

  • 全堆收集器

  • 面向堆内存的任何部分组成回收堆来组成回收集。

  • G1基于Region来进行回收

  • Region是堆内存中任意的布局（逻辑概念）。

  • 利用化整为零的思路，把内存区域划分成独立区域Region，

  • Region中Humongous区域专门用于存储大对象，G1认为只要大小超过Region容量一般的对象可认为大对象，存储在Humongous Region作为老年代

  • 运作过程

    • 初始标记：仅标记下GCRoots能够直接关联到的对象
    • 并发标记，不需要STW
    • 最终标记
    • 筛选回收
      • 负责更新 Region 的统计数据，对各个 Region 的回收价值和成本进行排序。
      • 根据用户所期望的停顿时间来制定回收计划，可以自由选择多个 Region 构成回收集，然后把决定要回收的那一部分 Region 存活对象复制到空的 Region 中，再清理掉整个旧 Region 的全部空间。

  • 缺点：

    • Region中存在跨带引用问题，虽然可以用记忆集解决，但是Region中跨代引用要复制很多
    • 如何保证收集线程与用户线程不干扰运行？
      • CMS使用增量更新算法
      • G1使用原始快照
      • G1为Region分配了两块TAMS指针，把Region中一部分划分出来用于并发回收（不会STW）过程中的新对象分配， 新对象必须分配在指定的内存区域。如果回收速度赶不上分配速度也会STW，导致full gc

对比G1与CMS回收期的区别

  1. CMS收集器是老年代的收集器，可以配合新生代的Serial和ParNew收集器一起使用；
  2. G1收集器收集范围是老年代和新生代，不需要结合其他收集器使用；
  3. CMS收集器以最小的停顿时间为目标的收集器；
  4. G1收集器可预测垃圾回收的停顿时间
  5. CMS收集器是使用“标记-清除”算法进行的垃圾回收，容易产生内存碎片
  6. G1收集器使用的是“标记-整理”算法，进行了空间整合，降低了内存空间碎片。

ZGC

  1. JDK11 中加⼊的具有实验性质的低延迟垃圾收集器，⽬标是尽可能在不影响吞吐量的前提下，实现在任意堆内存大小都可以把停顿时间限制在 10ms 以内的低延迟。
  2. 基于 Region 内存布局，不设分代，使用了读屏障、染色指针和内存多重映射等技术实现可并发的标记整理，以低延迟为首要⽬标。 ZGC 的 Region 具有动态性，是动态创建和销毁的，并且容量⼤⼩也是动态变化的。
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