JVM-6-垃圾回收算法

三如何垃圾回收

 

GC（Garbage Collection)垃圾回收算法

• 标记清除    速度快，但是会产生内存碎片；
• 标记整理    解决了标记清除内存碎片的问题，但是每次都得移动对象，因此成本很高；
• 复制算法    没有内存碎片也不需要移动对象，但是导致空间的浪费

分代收集算法：在上边三种收集思想中加入了分代的思想。

 

 

标记清除(Mark-Sweep)

这种算法分两步：标记、清除两个阶段。

 

标记阶段是从根集合（GC Root)开始扫描，每到达一个对象就会标记该对象为存活状态，

清除阶段在扫描完成之后将没有标记的对象给清除掉。

 

这个算法有个缺陷就是会产生内存碎片，如上图B被清除掉后会留下一块内存区域，如果后面需要分配大的对象就会导致没有连续的内存可供使用。

 

 

标记整理(Mark-Compact)

 

标记整理就没有内存碎片的问题了，也是从根集合（GC Root)开始扫描进行标记然后清除无用的对象，清除完成后它会整理内存。

 

这样内存就是连续的了，但是产生的另外一个问题是：每次都得移动对象，因此成本很高。

 

 

复制算法(Copying)

 

复制算法会将JVM推分成二等分，如果堆设置的是1g，那使用复制算法的时候堆就会有被划分为两块区域各512m。给对象分配内存的时候总是使用其中的一块来分配，分配满了以后，GC就会进行标记，然后将存活的对象移动到另外一块空白的区域，然后清除掉所有没有存活的对象，这样重复的处理，始终就会有一块空白的区域没有被合理的利用到。

两块区域交替使用，最大问题就是会导致空间的浪费，现在堆内存的使用率只有50%。

 

 

分代收集法

 

目前大部分 JVM 所采用的方法，其核心思想是根据对象存活的不同生命周期将内存

划分为不同的域，一般情况下将 GC 堆划分为老生代(Tenured/Old Generation)和新生代(Young

Generation)。老生代的特点是每次垃圾回收时只有少量对象需要被回收，新生代的特点是每次垃

圾回收时都有大量垃圾需要被回收，因此可以根据不同区域选择不同的算法

 

 

 在新生代-复制算法

每次垃圾收集都能发现大批对象已死, 只有少量存活. 因此选用复制算法, 只需要付出少量

存活对象的复制成本就可以完成收集.

 

在老年代-标记整理算法

因为对象存活率高、没有额外空间对它进行分配担保, 就必须采用“标记—清理”或“标

记—整理”算法来进行回收, 不必进行内存复制, 且直接腾出空闲内存.

 

 

 

分区收集算法

 

分区算法则将整个堆空间划分为连续的不同小区间, 每个小区间独立使用, 独立回收. 这样做的

好处是可以控制一次回收多少个小区间 , 根据目标停顿时间, 每次合理地回收若干个小区间(而不是

整个堆), 从而减少一次 GC 所产生的停顿

 

java 虚拟中针对新生代和年老代分别提供了多种不同的垃圾收集器

 

                                

新生代的垃圾收集器主要有：

• Serial收集器： Serial收集器是在client模式下默认的新生代收集器，其收集效率大约是100M左右的内存需要几十到100多毫秒；在client模式下，收集桌面应用的内存垃圾，基本上不影响用户体验。所以，一般的Java桌面应用中，直接使用Serial收集器（不需要配置参数，用默认即可）。
• ParNew收集器：Serial收集器的多线程版本，这种收集器默认开通的线程数与CPU数量相同，-XX:ParallelGCThreads可以用来设置开通的线程数。 可以与CMS收集器配合使用，事实上用-XX:+UseConcMarkSweepGC选择使用CMS收集器时，默认使用的就是ParNew收集器，所以不需要额外设置-XX:+UseParNewGC，设置了也不会冲突，因为会将ParNew+Serial Old作为一个备选方案； 如果单独使用-XX:+UseParNewGC参数，则选择的是ParNew+Serial Old收集器组合收集器。 一般情况下，在server模式下，如果选择CMS收集器，则优先选择ParNew收集器。
• Parallel Scavenge收集器：关注的是吞吐量（关于吞吐量的含义见上一篇博客），可以这么理解，关注吞吐量，意味着强调任务更快的完成，而如CMS等关注停顿时间短的收集器，强调的是用户交互体验。 在需要关注吞吐量的场合，比如数据运算服务器等，就可以使用Parallel Scavenge收集器。

 

对象如果在年轻代存活了足够长的时间而没有被清理掉（即在几次Young GC后存活了下来），则会被复制到年老代，年老代的空间一般比年轻代大，能存放更多的对象，在年老代上发生的GC次数也比年轻代少。当年老代内存不足时，将执行Major GC，也叫 Full GC。

年老代的垃圾收集器有：

• Serial Old收集器：在1.5版本及以前可以与 Parallel Scavenge结合使用（事实上，也是当时Parallel Scavenge唯一能用的版本），另外就是在使用CMS收集器时的备用方案，发生 Concurrent Mode Failure时使用，如果是单独使用，Serial Old一般用在client模式中。
• Parallel Old收集器：在1.6版本之后，与 Parallel Scavenge结合使用，以更好的贯彻吞吐量优先的思想，如果是关注吞吐量的服务器，建议使用Parallel Scavenge + Parallel Old 收集器。
• CMS收集器：这是当前阶段使用很广的一种收集器，国内很多大的互联网公司线上服务器都使用这种垃圾收集器，CMS收集器以获取最短回收停顿时间为目标，非常适合对用户响应比较高的B/S架构服务器。
• CMSIncrementalMode： CMS收集器变种，属增量式垃圾收集器，在并发标记和并发清理时交替运行垃圾收集器和用户线程。
• G1 收集器：面向服务器端应用的垃圾收集器，计划未来替代CMS收集器。