JAVA虚拟机09---垃圾回收---经典垃圾回收器
1.Serial收集器
1.1简介
1.2使用算法
标记-复制算法
1.3线程工作情况
1.4使用区域
新生代
1.5优缺点
1.5.1缺点
1)它进行垃圾收集时,必须暂停其他所有工作线程,直到它收集结束
1.5.2优点
1)是简单而高效(与其他收集器的单线程相比)
对于内存资源受限的环境,它是所有收集器里额外内存消耗(Memory Footprint)[1]最小的;对于单核处理器或处理器核心数较少的环境来说,Serial收集器由于没有线程交互的开销,专心做垃圾收集自然可以获得最高的单线程收集效率。
1.6使用情况
1)在JDK 1.3.1之前,是HotSpot虚拟机新生代收集器的唯一选择
2)迄今为止,它依然是HotSpot虚拟机运行在客户端模式下的默认新生代收集器
在用户桌面的应用场景以及近年来流行的部分微服务应用中,分配给虚拟机管理的内存一般来说并不会特别大,收集几十兆甚至一两百兆的新生代(仅仅是指新生代使用的内存,桌面应用甚少超过这个容量),垃圾收集的停顿时间完全可以控制在十几、几十毫秒,最多一百多毫秒以内,只要不是频繁发生收集,这点停顿时间对许多用户来说是完全可以接受的。所以,Serial收集器对于运行在客户端模式下的虚拟机来说是一个很好的选择
2.ParNew收集器
2.1简介
2.2使用算法
标记-复制算法
2.3线程工作情况
2.4使用区域
新生代
2.5优缺点
2.5.1缺点
1)它进行垃圾收集时,必须暂停其他所有工作线程,直到它收集结束
2)除了Serial收集器外,目前只有它能与CMS收集器配合工作
2.5.2优点
并行收集的多线程收集
2.6使用情况
1)是不少运行在服务端模式下的HotSpot虚拟机,尤其是JDK 7之前的遗留系统中首选的新生代收集器(除了Serial收集器外,目前只有它能与CMS收集器配合工作)
2)自JDK 9开始,ParNew加CMS收集器的组合就不再是官方推荐的服务端模式下的收集器解决方案了。官方希望它能完全被G1所取代。ParNew可以说是HotSpot虚拟机中第一款退出历史舞台的垃圾收集器
3.Parallel Scavenge收集器
3.1简介
3.2使用算法
标记-复制算法
3.3线程工作情况
3.4使用区域
新生代
3.5优缺点
3.5.1缺点
1)它进行垃圾收集时,必须暂停其他所有工作线程,直到它收集结束
3.5.2优点
1)可控制的吞吐量

3.6使用情况
对于收集器运作不太了解,手工优化存在困难的话,使用Parallel Scavenge收集器配合自适应调节策略,把内存管理的调优任务交给虚拟机去完成也许是一个很不错的选择。只需要把基本的内存数据设置好(如-Xmx设置最大堆),然后使用-XX:MaxGCPauseMillis参数(更关注最大停顿时间)或-XX:GCTimeRatio(更关注吞吐量)参数给虚拟机设立一个优化目标,那具体细节参数的调节工作就由虚拟机完成了。自适应调节策略也是Parallel Scavenge收集器区别于ParNew收集器的一个重要特性
4.CMS收集器
4.1简介
4.2算法
标记-清除算法。
4.3运行过程
是为了修正并发标记期间,因用户程序继续运作而导致标记产生变动的那一部分对象的标记记录。多线程,需要stop the world
4.4使用区域
老年代
4.5优缺点
4.5.1缺点
1)CMS收集器对处理器资源非常敏感
2)CMS收集器无法处理“浮动垃圾”(Floating Garbage),有可能出现“Con-current ModeFailure”失败进而导致另一次完全“Stop The World”的Full GC的产生
在CMS的并发标记和并发清理阶段,用户线程是还在继续运行的,程序在运行自然就还会伴随有新的垃圾对象不断产生,但这一部分垃圾对象是出现在标记过程结束以后,CMS无法在当次收集中处理掉它们,只好留待下一次垃圾收集时再清理掉。这一部分垃圾就称为“浮动垃圾”
3)有大量碎片空间产生
4.5.2优点
5.Garbage First收集器---G1
5.1简介
5.2详细介绍
5.2.1Region堆内存布局
在G1收集器出现之前的所有其他收集器,包括CMS在内,垃圾收集的目标范围要么是整个新生代(Minor GC),要么就是整个老年代(Major GC),再要么就是整个Java堆(Full GC)。
Region之中,G1的大多数行为都把Humongous Region作为老年代的一部分来进行看待。
First”名字的由来。这种使用Region划分内存空间,以及具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获取尽可能高的收集效率
5.2.3各种问题
5.3运行过程

5.4算法
5.5G1和CMS比较
5.5.1优势
1)在延迟可控的情况下获得尽可能高的吞吐量
3)分Region的内存布局
4)按收益动态确定回收集
5)G1运作期间不会产生内存空间碎片
6)从G1开始,最先进的垃圾收集器的设计导向都不约而同地变为追求能够应付应用的内存分配速率(Allocation Rate),而不追求一次把整个Java堆全部清理干净。这样,应用在分配,同时收集器在收集,只要收集的速度能跟得上对象分配的速度,那一切就能运作得很完美
5.5.2劣势
1)G1无论是为了垃圾收集产生的内存占用(Footprint)还是程序运行时的额外执行负载(Overload)都要比CMS要高
2)G1的卡表实现更为复杂,这导致G1的记忆集(和其他内存消耗)可能会占整个堆容量的20%乃至更多的内存空间。相比起来CMS的卡表就相当简单,只有唯一一份,而且只需要处理老年代到新生代的引用,反过来则不需要
3)CMS用写后屏障来更新维护卡表。而G1除了使用写后屏障来进行同样的(由于G1的卡表结构复杂,其实是更烦琐的)卡表维护操作外,为了实现原始快照搜索(SATB)算法,还需要使用写前屏障来跟踪并发时的指针变化情况
4)相比起增量更新算法,原始快照搜索能够减少并发标记和重新标记阶段的消耗,避免CMS那样在最终标记阶段停顿时间过长的缺点,但是在用户程序运行过程中确实会产生由跟踪引用变化带来的额外负担。由于G1对写屏障的复杂操作要比CMS消耗更多的运算资源,所以CMS的写屏障实现是直接的同步操作,而G1就不得不将其实现为类似于消息队列的结构,把写前屏障和写后屏障中要做的事情都放到队列里,然后再异步处理
5.5.3小结
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