JVM GC (一)

1、 先来说GC工作在哪块区域呢？

　　程序计数器，虚拟机栈（也就平时所说的栈）， 本地方法栈这三区域随着线程而生，随着线程而灭，出栈入栈的操作，在栈中分配配的多少内存都具

有确定性，在这几个区域就不用考虑回收问题了，因为方法结束或线程结束，内存自然就回收了。

　　而堆区和方法区都是线程共享，堆区主要存放对象实例及数组对象，方法区存储已加载的类信息（每个类都有唯一个 Class<?>类对应着）、常量、

静态变量等，所以只有在程序运行的时候我们才能知道要创建哪些对象，这部分内存的分配和回收都是动态的， 所以这是GC关注的区域。

一。内存分布

1.默认generation分布

2.parallel collector的generation 分布

二。 内存划分

1. Young Generation

1 ） 生命周期很短的对象，归为 young generation 。由于生命周期很短，这部分对象在 gc 的时候，很大部分的对象已经成为非活动对象。因此针对

young generation 的对象，采用 copy 算法，只需要将少量的存活下来的对象 copy 到 to space 。存活的对象数量越少，那么copy 算法的效率越高。

2 ）young generation 的 gc 称为 minor gc 。经过数次 minor gc ，依旧存活的对象，将被移出 young generation ，移到 tenured generation

3 ） young generation 分为：

1.3.1  eden ：每当对象创建的时候，总是被分配在这个区域

1.3.2  survivor1 ： copy 算法中的 from space

1.3.3  survivor2 ： copy 算法中的 to sapce （备注：其中 survivor1 和 survivor2 的身份在每次 minor gc 后被互换）

4  ）minor gc 的时候，会把 eden+survivor1(2) 的对象 copy 到 survivor2(1) 去。

2.Tenured Generation

1  ）生命周期较长的对象，归入到 tenured generation 。一般是经过多次 minor gc ，还 依旧存活的对象，将移入到 tenured generation 。

（当然，在 minor gc 中如果存活的对象的超过 survivor 的容量，放不下的对象会直接移入到 tenured generation ）

2  ）tenured generation 的 gc 称为 major gc ，就是通常说的 full gc 。

3  ）采用 compactiion 算法。由于 tenured generaion 区域比较大，而且通常对象生命周期都比较常， compaction 需要一定时间。

所以这部分的 gc 时间比较长。

4 ） minor gc 可能引发 full gc 。当 eden ＋ from space 的空间大于 tenured generation 区的剩余空间时，会引发 full gc 。这是悲观算法，

要确保 eden ＋ from space 的对象如果都存活，必须有足够的 tenured generation 空间存放这些对象。

3.  Permanet Generation

1 ） 该区域比较稳定，主要用于存放 classloader 信息，比如类信息和 method 信息。

2 ） 对于 spring hibernate 这些需要动态类型支持的框架，这个区域需要足够的空间。

三。回收算法

1.引用计数（Reference Counting）

　　比较古老的回收算法。原理是此对象有一个引用，即增加一个计数，删除一个引用则减少一个计数。垃圾回收时，只用收集计数为0的对象。

　　此算法最致命的是无法处理循环引用的问题。

2.标记-清除（Mark-Sweep）

　　此算法执行分两阶段。第一阶段从引用根节点开始标记所有被引用的对象，第二阶段遍历整个堆，把未标记的对象清除。

　　此算法需要暂停整个应用，同时，会产生内存碎片。

3.复制（Copying）

　　此算法把内存空间划为两个相等的区域，每次只使用其中一个区域。垃圾回收时，遍历当前使用区域，把正在使用中的对象复制到另外 一个区域中。

　　此算法每次只处理正在使用中的对象，因此复制成本比较小，同时复制过去以后还能进行相应的内存整理，不过出现“碎片”问题。

　　当然，此算法的缺点也是很明显的，就是需要两倍内存空间。

4.标记-整理（Mark-Compact）

　　此算法结合了“标记-清除”和“复制”两个算法的优点。也是分两阶段，

　　第一阶段从根节点开始标记所有被引用对象，

　　第二阶段遍历 整个堆，把清除未标记对象并且把存活对象“压缩”到堆的其中一块，按顺序排放。

　　此算法避免了“标记-清除”的碎片问题，同时也避免了“复制”算法的空间问题。

5.增量收集（Incremental Collecting）

　　实施垃圾回收算法，即：在应用进行的同时进行垃圾回收。

6.分代（Generational Collecting）

　　基于对对象生命周期分析后得出的垃圾回收算法。把对象分为年青代、年老代、持久代，对不同生命周期的对象使用不同的算法进行回收

 

四。收集器

1.serial collector

使用单线程处理所有垃圾回收工作，因为无需多线程交互，所以效率比较高。但是，也无法使用多处理器的优势，所以此收集器适合单处理器机器。

当然，此收集器也可以用在小数据量（100M 左右）情况下的多处理器机器上。可以使用-XX:+UseSerialGC 打开。

2.parallel  collector 

适用情况：对吞吐量有高要求，多CPU、对应用响应时间无要求的中、大型应用。举例：后台处理、科学计算。

对年轻代进行并行垃圾回收，因此可以减少垃圾回收时间。一般在多线程多处理器机器上使用。使用-XX:+UseParallelGC 打开。

在Java SE6.0中可以堆年老代进行并行收集。使用-XX:+UseParallelOldGC 打开。

此收集器可以进行如下配置：

-XX:ParallelGCThreads=<N>   并行垃圾回收的线程数。此值可以设置与机器处理器数量相等

-XX:MaxGCPauseMillis=<N>   垃圾回收时的最长暂停时间

-XX:GCTimeRatio=<N>         垃圾回收时间与非垃圾回收时间的比值 ，公式为1/（1+N） 。

例如，-XX:GCTimeRatio=19时，表示5%的时间用于垃圾回收。默认情况为99，即1%的时间用于垃圾回收。

3.current collector 

适用情况：对响应时间有高要求，多CPU、对应用响应时间有较高要求的中、大型应用。如：Web服务器/应用服务器、电信交换、集成开发环境。

使用-XX:+UseConcMarkSweepGC 打开。

并发收集器使用多处理器换来短暂的停顿时间 。在一个N个处理器的系统上，并发收集时使用K个可用处理器进行回收，一般情况下1 <= K <= N/4

在只有一个处理器的主机上使用并发收集器 ，设置为incremental mode 模式也可获得较短的停顿时间

1）浮动垃圾 ：由于在应用运行的同时进行垃圾回收，所以有些垃圾可能在垃圾回收进行完成时产生，这样就造成了“Floating Garbage”，这些垃圾

需要在下次垃圾回收周期时才能回收掉。所以，并发收集器一般需要20% 的预留空间用于这些浮动垃圾。

2）Concurrent Mode Failure ：因为并发收集在应用运行时，通过设置-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=<N> 指定还有多少剩余堆时

开始执行并发收集

保证收集完成之前有足够的内存空间供程序使用。