JVM 垃圾回收算法及案例分析
一、
在说垃圾回收算法之前,先谈谈JVM怎样确定哪些对象是“垃圾”。
1.引用计数器算法:
引用计数器算法是给每个对象设置一个计数器,当有地方引用这个对象的时候,计数器+1,当引用失效的时候,计数器-1,当计数器为0的时候,JVM就认为对象不再被使用,是“垃圾”了。
引用计数器实现简单,效率高;但是不能解决循环引用问问题(A对象引用B对象,B对象又引用A对象,但是A,B对象已不被任何其他对象引用),同时每次计数器的增加和减少都带来了很多额外的开销,所以在JDK1.1之后,这个算法已经不再使用了。
2.根搜索方法:
根搜索方法是通过一些“GC Roots”对象作为起点,从这些节点开始往下搜索,搜索通过的路径成为引用链(Reference Chain),当一个对象没有被GC Roots的引用链连接的时候,说明这个对象是不可用的。
GC Roots对象包括:
a) 虚拟机栈(栈帧中的本地变量表)中的引用的对象。
b) 方法区域中的类静态属性引用的对象。
c) 方法区域中常量引用的对象。
d) 本地方法栈中JNI(Native方法)的引用的对象。
了解了JVM是怎么确定对象是“垃圾”之后,进入正题,让我们来看看垃圾回收的算法。
1.标记—清除算法(Mark-Sweep)
标记—清除算法包括两个阶段:“标记”和“清除”。在标记阶段,确定所有要回收的对象,并做标记。清除阶段紧随标记阶段,将标记阶段确定不可用的对象清除。
标记—清除算法是基础的收集算法,标记和清除阶段的效率不高,而且清除后回产生大量的不连续空间,这样当程序需要分配大内存对象时,可能无法找到足够的连续空间。
垃圾回收前:
垃圾回收后:
绿色:存活对象 红色:可回收对象 白色:未使用空间
2.复制算法(Copying)
复制算法是把内存分成大小相等的两块,每次使用其中一块,当垃圾回收的时候,把存活的对象复制到另一块上,然后把这块内存整个清理掉。
复制算法实现简单,运行效率高,但是由于每次只能使用其中的一半,造成内存的利用率不高。现在的JVM用复制方法收集新生代,由于新生代中大部分对象(98%)都是朝生夕死的,所以两块内存的比例不是1:1(大概是8:1)。
垃圾回收前:
垃圾回收后:
绿色:存活对象 红色:可回收对象 白色:未使用空间
3.标记—整理算法(Mark-Compact)
标记—整理算法和标记—清除算法一样,但是标记—整理算法不是把存活对象复制到另一块内存,而是把存活对象往内存的一端移动,然后直接回收边界以外的内存。
标记—整理算法提高了内存的利用率,并且它适合在收集对象存活时间较长的老年代。
垃圾回收前:
垃圾回收后:
绿色:存活对象 红色:可回收对象 白色:未使用空间
4.分代收集(Generational Collection)
分代收集是根据对象的存活时间把内存分为新生代和老年代,根据个代对象的存活特点,每个代采用不同的垃圾回收算法。新生代采用标记—复制算法,老年代采用标记—整理算法。
垃圾算法的实现涉及大量的程序细节,而且不同的虚拟机平台实现的方法也各不相同。上面介绍的只不过是基本思想。
二、jvm垃圾算法导致的问题及解决
(1)测试环境的zk集群出现了连接拒绝的问题,通过JVM监控查看垃圾回收时间耗时非常长
aliasByNode(stats.timers.jyall-ops-jvm.$nodes.*.GCT.sum, 3)2
(2)解决,采用以下的垃圾回收算法进行了解决
java -Dzookeeper.log.dir=. -Dzookeeper.root.logger=INFO,CONSOLE -Dzookeeper.DigestAuthenticationProvider.superDigest=super:EQ53pX68fGfHWuKwnamkWYBsBAQ= -cp /data/zookeeper/zookeeper-3.4.9/bin/../build/classes:/data/zookeeper/zookeeper-3.4.9/bin/../build/lib/*.jar:/data/zookeeper/zookeeper-3.4.9/bin/../lib/slf4j-log4j12-1.6.1.jar:/data/zookeeper/zookeeper-3.4.9/bin/../lib/slf4j-api-1.6.1.jar:/data/zookeeper/zookeeper-3.4.9/bin/../lib/netty-3.10.5.Final.jar:/data/zookeeper/zookeeper-3.4.9/bin/../lib/log4j-1.2.16.jar:/data/zookeeper/zookeeper-3.4.9/bin/../lib/jline-0.9.94.jar:/data/zookeeper/zookeeper-3.4.9/bin/../zookeeper-3.4.9.jar:/data/zookeeper/zookeeper-3.4.9/bin/../src/java/lib/*.jar:/data/zookeeper/zookeeper-3.4.9/bin/../conf: -XX:+PrintGCDetails -Xloggc:/data/log/gc/gc.log -XX:+PrintGCDateStamps -Dcom.sun.management.jmxremote -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false -Dcom.sun.management.jmxremote.port=10826 -XX:+UseG1GC -XX:MaxGCPauseMillis=100 -Dcom.sun.management.jmxremote -Dcom.sun.management.jmxremote.local.only=false org.apache.zookeeper.server.quorum.QuorumPeerMain /data/zookeeper/zookeeper-3.4.9/bin/../conf/zoo.cfg
参考:http://blog.jobbole.com/109170/
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