JVM垃圾回收总结

来自Oracle官方文档，对JVM GC知识整理的清晰易懂，查资料还是看官方的好！

1 GC步骤简述

步骤1：标记 (Marking)

根据对象引用关系，将未被任何对象引用的对象实例标记出来，如下图中的黄色。当堆中的所有对象都要被扫描一遍时(如Major GC)，将会非常耗时。

步骤2：删除 (Sweeping)

Ø  普通删除：直接删除未被引用的对象，之后内存分配器(memory allocator)要持有指向空闲内存的指针，以便后续内存分配。

Ø  压缩删除：为了进一步提高性能并简化内存分配器的设计，可以在删除后将剩余的存活对象移动到一起。后面讲到的对Old Generation进行回收使用的就是这种方式。

注：Young Generation使用的是另一种拷贝删除回收，而不是这两种原地进行的回收。

2 GC中的堆

堆分为不同的代(Generation)，Young Generation，包括eden，S0和S1，保存所有新建的对象。Old Generation保存多次GC后存活的对象，具体代数可以配置。而Permanent Generation保存class和method字节码，只在Major GC时回收。

注：印象里Perm Space的回收条件非常苛刻，类的所有实例都已不被引用，类的ClassLoader不被引用等条件，所以一般回收率非常低。

下面说一下在GC过程中这些Generation是怎样使用的：

Ø  首先，当eden分配满时会触发Minor GC，会与S0或S1中的一个(作为From Space)开始回收，将剩余对象拷贝到另一个(作为To Space)，Minor GC也会导致应用程序的所有线程停顿(Stop the World)。

Ø  之后，每经过一次Minor GC后存活的对象的generation数都加1，逐渐老化(aging)，达到一定值时会升级移动到tenured space。

Ø  最后，当tenured space达到一定使用率时，会触发Major GC，对整个堆(包括Perm)进行Stop the World式的回收。

3 观察GC过程

使用jstat命令就能亲自观察到上述的GC过程，用法为jstat -gcutil pid interval。如下图中的例子。

4 常用垃圾回收器

Ø  -XX:+UseSerialGC：串行回收，适应于对响应时间要求不高的应用，或JVM实例数远多于CPU数的环境。

Ø  -XX:+UseParallelGC -XX:+UseParallelOldGC：多线程回收Young，Old Generation。用于可以接受长时间停顿而换取高吞吐量的场景，如生成报表或执行慢数据库查询的批处理任务。

注：因为吞吐量关注如何最大化应用在一段时间内完成的总任务量，通常是比较长的一段时间，所以能接受长停顿时间，通常不考虑响应速度的问题。

Ø  -XX:+UseConcMarkSweepGC：CMS尝试最小化停顿时间，所以一般不会执行压缩(有选项可以强制开启)，如果碎片会导致问题，那就分配更大的堆。CMS一般用于要求低停顿时间的应用，例如桌面应用或web服务器应用。

Ø  -XX:+UseG1GC：G1回收器是并行、增量的，用来替代CMS。但目前仍处于实验阶段，如果使用CMS已经有不错的性能就无需尝试更换G1。