JVM(五)垃圾回收器的前世今生
全文共 2195 个字,读完大约需要 8 分钟。
如果垃圾回收的算法属于内存回收的方法论的话,那本文讨论的垃圾回收器就属于内存回收的具体实现。
因为不同的厂商(IBM、Oracle),实现的垃圾回收器各不相同,而本文要讨论的是 Oracle 的 HotSpot 虚拟机所使用的垃圾回收器。
常用垃圾回收器,如下图所示:
- 新生代回收器:Serial、ParNew、Parallel Scavenge
- 老年代回收器:Serial Old、Parallel Old、CMS
- 整堆回收器:G1
其中相互连线的垃圾回收器,表示可以相互搭配使用。
新生代 And 老生代
目前常用的商用垃圾收集器都使用的是分代垃圾回收方式。
分代垃圾回收器把内存分为:新生代(Young Generation)和老生代(Tenured Generation),如下图所示:
(图片来自fancydeepin)
默认情况下,新生代和老生代的内存比例是 1:2,该值可以通过 -XX:NewRatio
来设定。
新生代(Young Generation)
程序中的大部分对象都符合“朝生夕死”的特性,所以绝大数新创建的对象都会存放在新生代,除非是大对象会直接进入老生代。新生代采用的是复制算法,这样可以更高效的回收内存空间。
新生代有细分为:Eden、Form Survivor、To Survivor 三个区域,默认的比例是 8:1:1,可以通过 -XX:SurvivorRatio
来设定。
新生代垃圾回收的执行过程:
1、Eden 区 + From Survivor 区存活着的对象复制到 To Survivor 区;
2、清空 Eden 和 From Survivor 分区;
3、From Survivor 和 To Survivor 分区交换(From 变 To,To 变 From)。
老生代(Tenured Generation)
老生代垃圾回收的频率比新生代低,存放的主要对象是:
1、新生代对象经过 N 次 GC 晋升到老年代。
可以通过设置 -XX:MaxTenuringThreshold=5
来设置,默认值是 15 次。
2、大对象直接存储到老生代。
所谓的“大对象”指的是需要连续存储空间的对象,比如:数组。
当大对象在新生代存储不下的时候,就需要分配担保机制,把当前新生代的所有对象复制到老年代中,因为分配担保机制需要涉及大量的复制,会导致性能问题,所有最好的方案是直接把大对象存储到老生代中。
通过参数 -xx:PretrnureSizeThreshold
来设定大对象的值。
注意:该参数只有 Serial 和 ParNew 垃圾回收器有效。
Serial
Serial 最早的垃圾回收器,JDK 1.3.1 之前新生代唯一的垃圾回收器,使用的是单线程串行回收方式,在单 CPU 环境下性能较好,因为单线程执行不存在线程切换。
线程类型: 单线程
使用算法: 复制算法
指定收集器: -XX:+UseSerialGC
Serial Old
Serial 收集器的老年代版本,同样也是单线程的。它有一个实用的用途作为CMS收集器的备选预案,后面介绍CMS的时候会详细介绍。
线程类型: 单线程
使用算法: 标记-整理
指定收集器: -XX:+UseSerialGC
ParNew
ParNew 其实就是 Serial 的多线程版本,可以和 Serial 共用很多控制参数,比如:-XX:SurvivorRatio , ParNew 可以和 CMS 配合使用。
(注:图片来源于零壹技术栈)
线程类型: 多线程
使用算法: 复制
指定收集器: -XX:+UseParNewGC
Parallel Scavenge
Parallel 和 ParNew 收集器类似,也是多线程的,但 Parallel 是吞吐量优先的收集器,GC停顿时间的缩短是以吞吐量为代价的,比如收集 100MB 的内存,需要 10S 的时间,CMS 则会缩短为 7S 收集 50 MB 的内存,这样停顿的时间确实缩少了,但收集的频率变大了,吞吐量就变小了。
线程类型: 多线程
使用算法: 复制
指定收集器: -XX:+UseParallelGC
Parallel Old
Parallel Old 是 Parallel 的老生代版本,同样是吞吐量优先的收集器。
线程类型: 多线程
使用算法: 标记-整理
指定收集器: -XX:+UseParallelOldGC
CMS
CMS(Concurrent Mark Sweep)一种以获得最短停顿时间为目标的收集器,非常适用B/S系统。
使用 Serial Old 整理内存。
CMS 运行过程:
(注:图片来源于零壹技术栈)
1、初始标记
标记 GC Roots 直接关联的对象,需要 Stop The World 。
2、并发标记
从 GC Roots 开始对堆进行可达性分析,找出活对象。
3、重新标记
重新标记阶段为了修正并发期间由于用户进行运作导致的标记变动的那一部分对象的标记记录。这个阶段的停顿时间一般会比初始标记阶段稍长一些,但远比并发标记的时间短,也需要 Stop The World 。
4、并发清除
除垃圾对象。
CMS 缺点:
1、对 CPU 资源要求敏感。
CMS 回收器过分依赖于多线程环境,默认情况下,开启的线程数为(CPU 的数量 + 3)/ 4,当 CPU 数量少于 4 个时,CMS 对用户本身的操作的影响将会很大,因为要分出一半的运算能力去执行回收器线程。
2、CMS无法清除浮动垃圾。
浮动垃圾指的是CMS清除垃圾的时候,还有用户线程产生新的垃圾,这部分未被标记的垃圾叫做“浮动垃圾”,只能在下次 GC 的时候进行清除。
3、CMS 垃圾回收会产生大量空间碎片。
CMS 使用的是标记-清除算法,所有在垃圾回收的时候回产生大量的空间碎片。
注意:CMS 收集器中,当老生代中的内存使用超过一定的比例时,系统将会进行垃圾回收;当剩余内存不能满足程序运行要求时,系统将会出现 Concurrent Mode Failure,临时采用 Serial Old 算法进行清除,此时的性能将会降低。
线程类型: 多线程
使用算法: 标记-清除
指定收集器: -XX:+UseConcMarkSweepGC
G1
G1 GC 这是一种兼顾吞吐量和停顿时间的 GC 实现,是 JDK 9 以后的默认 GC 选项。G1 可以直观的设定停顿时间的目标,相比于 CMS GC,G1 未必能做到 CMS 在最好情况下的延时停顿,但是最差情况要好很多。
G1 GC 仍然存在着年代的概念,但是其内存结构并不是简单的条带式划分,而是类似棋盘的一个个 region。Region 之间是复制算法,但整体上实际可看作是标记 - 整理(Mark-Compact)算法,可以有效地避免内存碎片,尤其是当 Java 堆非常大的时候,G1 的优势更加明显。
G1 吞吐量和停顿表现都非常不错,并且仍然在不断地完善,与此同时 CMS 已经在 JDK 9 中被标记为废弃(deprecated),所以 G1 GC 值得深入掌握。
G1 运行过程:
1、初始标记
标记 GC Roots 直接关联的对象,需要 Stop The World 。
2、并发标记
从 GC Roots 开始对堆进行可达性分析,找出活对象。
3、重新标记
重新标记阶段为了修正并发期间由于用户进行运作导致的标记变动的那一部分对象的标记记录。这个阶段的停顿时间一般会比初始标记阶段稍长一些,但远比并发标记的时间短,也需要 Stop The World 。
4、筛选回收
首先对各个 Region 的回收价值和成本进行排序,根据用户所期望的 GC 停顿时间来制定回收计划。这个阶段可以与用户程序一起并发执行,但是因为只回收一部分 Region,时间是用户可控制的。
线程类型: 多线程
使用算法: 复制、标记-整理
指定收集器: -XX:+UseG1GC(JDK 7u4 版本后可用)
参考
《深入理解Java虚拟机》
《垃圾回收的算法与实现》
最后
关注公众号,发送“gc”关键字,领取《垃圾回收的算法与实现》学习资料。
JVM(五)垃圾回收器的前世今生的更多相关文章
- 【JVM】垃圾回收器总结(2)——七种垃圾回收器类型
七种垃圾回收器类型 GC的约定参数 DefNew——Default New Generation Tenured——Serial Old ParNew——Parallel New Generation ...
- JVM学习--(五)垃圾回收器
上一篇我们介绍了常见的垃圾回收算法,不同的算法各有各的优缺点,在JVM中并不是单纯的使用某一种算法进行垃圾回收,而是将不同的垃圾回收算法包装在不同的垃圾回收器当中,用户可以根据自身的需求,使用不同的垃 ...
- 深入理解JVM一垃圾回收器
上一篇我们介绍了常见的垃圾回收算法,不同的算法各有各的优缺点,在JVM中并不是单纯的使用某一种算法进行垃圾回收,而是将不同的垃圾回收算法包装在不同的垃圾回收器当中,用户可以根据自身的需求,使用不同的垃 ...
- JVM七大垃圾回收器下篇G1(Garbage First)
G1回收器:区域化分代式 既然我们已经有了前面几个强大的GC,为什么还要发布Garbage First (G1)GC? 原因就在于应用程序所应对的业务越来越庞大.复杂,用户越来越多,没有GC就不能保 ...
- 第三篇:jvm之垃圾回收器
一.Serial收集器 新生代收集器,在垃圾回收时,必须暂停其他所有的工作线程.即Stop-The-World. 评价:老而无用,食之无味,弃之可惜. 二.ParNew收集器 新生代收集器,seria ...
- jvm学习-垃圾回收器(四)
说明 各种垃圾回收算法都有各自的优缺点.jvm也并没有只采用一种垃圾算法.并提供几种组合供我根据场景进行选择. jvm内存结构 Person p=new Person(); 1.程序里面创建一个对象会 ...
- 深入探究JVM之垃圾回收器
@ 目录 前言 正文 一.垃圾收集算法 标记-复制 标记-清除 标记-整理 分代回收 二.常用的垃圾回收器 Serial/SerialOld ParNew Parallel Scavenge/Para ...
- JVM七大垃圾回收器上篇Serial、ParNeW、Parallel Scavenge、 Serial Old、 Parallel Old、 CMS、 G1
GC逻辑分类 垃圾收集器没有在规范中进行过多的规定,可以由不同的厂商.不同版本的JVM来实现. 由于JDK的版本处于高速迭代过程中,因此Java发展至今已经衍生了众多的GC版本. 从不同角度分析垃圾收 ...
- 面试官:说一下JVM常用垃圾回收器的特点、优劣势、使用场景和参数设置
今天去看牙医,他问我年级轻轻牙齿怎么磨损这么严重?我说,没有人点赞的这些年,我都是咬着牙过来的. Java中的垃圾回收器几乎是面试中的必考点,无论是面试初级,中级还是高级,总免不了要问一问垃圾回收器的 ...
随机推荐
- nginx配置前端代理
#user nobody;worker_processes 1; #error_log logs/error.log;#error_log logs/error.log notice;#error_l ...
- java保留小数-抄网上的
摘抄别人的JAVA中保留小数点后若干位数的几种方法 2009-12-17 11:46:18| 分类: 编程小发现 | 标签: |举报 |字号大中小 订阅 第一种:java.text.Decima ...
- rest_framework之认证源码剖析
如果我们写API有人能访问,有人不能访问,则需要些认证. 如何知道该用户是否已登入? 如果用户登入成功,则给用户一个随机字符串,去访问另一个页面. 以前写session的时候,都是把session写c ...
- Spring Cloud 组件 —— feign
feign 作为一个声明式的 Http Client 开源项目.在微服务领域,相比于传统的 apache httpclient 与在 spring 中较为活跃的 RestTemplate 更面向服务化 ...
- idea导入maven项目,找不到jar包,出现红色波浪线【转】
参考链接 点击跳转
- 第三次作业(ABC类代码优化及感悟)
这次作业与林杰同学合作完成,不重复发布了. 可以直接去林杰同学的博客看.http://www.cnblogs.com/linlinlin/p/4836707.html
- iOS依赖库管理工具之Carthage
在iOS开发中,我们常会用CocoaPods来进行依赖库的管理.CoaoaPods 是一套整体解决方案,我们在 Podfile 中指定好我们需要的第三方库,然后 CocoaPods 就会进行下载,集成 ...
- Dubbo支持的协议的详解
Dubbo支持dubbo.rmi.hessian.http.webservice.thrift.redis等多种协议,但是Dubbo官网是推荐我们使用Dubbo协议的.下面我们就针对Dubbo的每种协 ...
- 贪心算法----区间选点问题(POJ1201)
题目: 题目的大致意思是,给定n个闭区间,并且这个闭区间上的点都是整数,现在要求你使用最少的点来覆盖这些区间并且每个区间的覆盖的点的数量满足输入的要求点覆盖区间的数量. 输入: 第一行输入n,代表n个 ...
- 源码级调试的XNU内核
i春秋翻译小组-FWorldCodeZ 源码级调试的XNU内核 无论你是在开发内核扩展,进行漏洞研究,还是还有其他需要进入macOS / iOS内核,XNU,有时你需要附加调试器.当你这样做时,使用源 ...