JVM篇(四)--垃圾收集器的讲解

最近比较迷茫,除了想要多赚钱没有别的方向,只知道需要学习的有很多,但是学的越多发现的盲点越多,学习的方式也不再单一,因为觉得不够了,时代发展的越来越快,想要埋怨也没有办法,能做的只有不浪费现有的时间去进行学习,最近看了一个免费的视频是讲hashMap源码的,看完以后茅塞顿开并且很有趣,也记录了下来,想着等着快要忘记的时候记录一下博客,相信我看过以后一定会觉得原来hashMap源码如此简单,按..跑题了,好了废话不多说进行JVM主题把。

目录

1.Serial垃圾收集器

1.1 Serial垃圾收集器特点

2.ParNew垃圾收集器

2.1 ParNew垃圾收集器的特点?

 3.Parallel Scavenge垃圾收集器

3.1 Parallel Scavenge的特点?

4.Serial old垃圾收集器

5.Parallel old 垃圾收集器

6.CMS垃圾收集器

6.1 CMS垃圾收集器步骤流程?

 6.2 CMS垃圾收集器缺点?

7.G1垃圾收集器 

 7.1 G1收集器的特点?

 7.2 G1收集器的运作大致步骤?

7.3 G1收集器优势有哪些?


1.Serial垃圾收集器

Serial是一个单线程的收集器(串行),也是最基础,最先出现的垃圾收集器,Serial是回收新生代的,因为是单线程所以垃圾回收的时候需要用户线程停止,GC线程运行。

图例:

1.1 Serial垃圾收集器特点

  • “STOP The World”,全世界停止,也就是说它进行垃圾收集时,必须暂停其他所有的工作线程,直到它收集结束。在用户不可见的情况下把用户正常的工作线程全部停掉,垃圾回收以后用户线程才能正常的工作。
  • 使用场景:多用于桌面应用,Client端的垃圾回收器;桌面应用内存小,进行垃圾回收的时间比较短,只要不频繁发生停顿就可以接受。

2.ParNew垃圾收集器

看名字就知道ParNew收集器就是收集新生代的

ParNew(并行)其实就是Serial收集器的多线程版本,除了使用多线程进行垃圾收集之外,其余行为包括Serial收集器可用的所有控制参数、收集算法、Stop The World、对象分配规则、回收策略等都与Serial收集器一样,在实现上,这两种收集器也公用了相当多的代码。它是一个并行收集器。

2.1 ParNew垃圾收集器的特点?

  •  ParNew收集器除了加了多线程收集以外,没有太多创新之处,但它确是许多允许在Server模式下的虚拟机中首选的新生代垃圾收集器,其中与性能无关但很重要的原因是除了Serial收集器外目前只有它能与CMS(老年代垃圾回收)收集器配合工作。
  •  使用-XX:ParallelGCTheads参数来限制垃圾收集的线程数
  • 多线程操作存在上下文切换的问题,所以建议将-XX:ParallelGCTheads设置成和CPU核数相同,如果设置太多的话就会产生上下文切换消耗。

    并发与并行概念讲解:

  • 并行(Parallel):指多条垃圾收集线程并行工作,但此时用户线程仍然处于等待状态。
  • 并发(Concurrent):指用户线程与垃圾收集线程同时执行(但不一定是并行的,可能会交替执行),用户程序在继续执行,而垃圾收集器程序运行在另一个CPU上。

 3.Parallel Scavenge垃圾收集器

Parallel Scavenge收集器是一个新生代收集器,它也是使用复制算法的收集器,又是并行的多线程收集器,由于跟吞吐量关系密切,Parallel Scavenge收集器也经常成为“吞吐量优先”收集器

3.1 Parallel Scavenge的特点?

  • Parallel Scavenge收集器的特点是它的关注点与其他收集器不同,CMS等收集器关注点则是尽可能的缩短垃圾收集时用户线程的停顿时间,而Parallel Scavenge收集器的目标则是达到可控制的吞度量(Thoughput)。所谓吞吐量就是CPU用于运行用户代码时间与CPU总消耗时间的比值,即吞度量-运行用户代码时间/(运行用户代码时间+垃圾收集时间),即虚拟机总共运行了100分钟,其中垃圾收集花掉1分钟,那吞度量就是99%,停顿时间越短就越适合需要与用户交互的程序,良好的响应速度能提升用户体验,而高吞吐量则可以高效率的利用CPU时间,尽快完成程序的运算任务,主要适合在后台运算而不需要太多交互的任务。
  • 虚拟机会根据当前系统的运行情况收集性能监控信息,动态调整这些采纳数以提供最合适的停顿时间或者最大的吞度量,这种调节方式称为GC自适应调节策略
  • -XX:MaxGCPauseMills参数GC停顿时间,500MB-300MB这个参数配置太小的话会发生频繁GC

4.Serial old垃圾收集器

是Serial收集器的老年代版本,同样是单线程收集器,使用”标记-整理”算法。在jdk1.5之前,与Parallel Scavenge收集器搭配使用,在jdk1.6变成Parallel Old收集器可搭配Parallel Scavenge收集器

5.Parallel old 垃圾收集器

Parallel old 收集器是Parallel Scavenge收集器老年代版本,使用多线程+标记整理算法,Jdk1.6才出现这个Parallel old

6.CMS垃圾收集器

CMS(Concurrent Mark Sweep)收集器是一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器,采用并发收集,是在jdk1.5推出的真正意义的并发收集器

目前很大一部分的java应用集中在互联网站或者B/S系统服务端上,这类应用尤其重视服务相应速度,希望系统停顿时间最短,以给用户带来较好的体验。

CMS收集器是基于"标记-清除"算法实现的,针对老年代回收。

6.1 CMS垃圾收集器步骤流程?

  1. 标记(CMS initial mark):标记一下GC ROOTS能直接关联到的对象,速度很快,进行初始标记的时候用户需要短暂的停顿。
  2. 并发标记(CMS concurrent mark):并发标记阶段就是进行GC RootsTracing,跟用户线程一起进行并发标记。
  3. 重新标记:为了修正并发标记期间因用户线程导致标记产生变动的标记记录(在并发标记的过程中可能会出现用户线程产生的垃圾但是没有被标记上,所以需要再次重新标记一下,所以此处所有用户再次停顿)
  4. 并发清除(CMS concurrent sweep):开始并发的进行清除数据

 6.2 CMS垃圾收集器缺点?

  1. 对CPU资源非常敏感(查询一下多线程和cpu核数)
  2. 无法处理浮动垃圾(在并发清除中因为清理的时候用户线程也是在工作的,所以又出现新的垃圾这样就叫浮动垃圾)
  3. 标记-清除会出现空间碎片,空间碎片可以看一下我的另一篇博客,JVM篇--垃圾回收算法精讲(呕心沥血整理) 有讲过,空间碎片大意就是因为没有进行整理,直接清理内存,造成内存没有连续的空间。

7.G1垃圾收集器 

 上一代的垃圾收集器(串行serial, 并行parallel, 以及CMS)都把堆内存划分为固定大小的三个部分: 年轻代(young generation), 年老代(old generation), 以及持久代(permanent generation)。

G1是JDK7-u4才推出商用的收集器,G1是面向服务端应用的垃圾收集器,以极高概率满足GC停顿时间要求的同时,还具备高吞吐量性能特征,被视为JDK1.7中HotSpot虚拟机的一个重要进化特征。G1的使命是在未来替换CMS,并且在JDK1.9已经成为默认的收集器。

 7.1 G1收集器的特点?

  • G1中每个Region都有一个与之对应的Remebered Set(在串行和并行收集器中,GC通过整堆扫描,来确定对象是否处于可达路径中。然而G1为了避免整堆扫描,在每个分区记录了一个已记忆集合(Remebered Set),内部类似一个反向指针,记录引用分区内对象的卡片索引),当进行内存回收时,在GC根节点的枚举范围中加入Remebered Set即可保证不对全堆扫描也不会遗漏
  • 能独立管理整个GC堆(新生代和老年代),而不需要与其他收集器搭配,但是还是保留了分代的概念。
  • 将整个堆划分为多个大小相等的独立区域(Region),新生代和老年代不再是物理隔离,它们都是一部分Region(不需要连续)的集合;

 7.2 G1收集器的运作大致步骤?

  1. 初始标记(Initial Marking):标记一下GC Roots能直接关联的对象。
  2. 并发标记(Concurrent Marking):从GC Roots开始对堆中对象进行可达性分析,找出存活的对象,这阶段耗时较长,但可与用户程序并发执行。
  3. 最终标记(Final Marking):为了修正在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,虚拟机将这段时间对象变化记录在线程Remebered Set Logs里面,最终标记阶段需要把Remebered Set Logs的数据合并到Remebered Set 中。
  4. 筛选回收(Live Data Counting and Evacution)

7.3 G1收集器优势有哪些?

  • 空间整合:基于标记-整理算法实现为主和Region之间采用复制算法实现的垃圾收集器
  • 可预测的停顿:这是G1相对于CMS另一大优势,降低停顿时间是G1和CMS的共同关注点,但GC除了追求停顿外,还能建立可预测的停顿时间模型
  • 在G1之前的其他收集器进行收集的范围都是整个新生代或者老年代,而G1不再是这样,使用G1收集器时,java堆的内存布局就与其他收集器有很大差别,它将整个java堆划分为多个大小相等的独立区域(Region),虽然还保留新生代和老年代的概念,但新生代和老年代已经不再是物理隔离的了,它们都是一部分Region(不需要连续)的集合。
  • G1收集器之所以能建立可预测的停顿时间类型,是因为它可以有计划的避免在整个Java推中进行全区域的垃圾收集,G1跟踪各个Regions里面的垃圾堆积的价值大小(回收所获得的空间大小以及回收所需的经验值)在后台维护了一个优先列表,每次根据允许的收集时间,优先回收价值最大的Region(这也就是Garbage-First名称的由来)。这种使用Region划分内存空间以及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可以获取尽可能的高

 以上就是全部内容,希望可以帮助你!

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/dfBeautifulLive/article/details/105194733