JVM學習筆記(14) 垃圾回收-垃圾回收器

垃圾回收器

• 一. GC分類與性能名額
• • 垃圾回收器分類
  • • 按照線程數分
    • 按照工作模式分
    • 按照碎片處理方式或工作的記憶體區間分
  • 評估GC的性能名額
  • • 吞吐量(throughput)
    • 暫停時間(pause time)
• 二.不同的垃圾回收器概述
• • 垃圾收集器發展史
  • 七款經典的垃圾回收器
  • 七款經典收集器與垃圾分代之間的關系
  • 垃圾回收器的組合關系
  • 不同的垃圾回收器概述
  • 如何檢視預設的垃圾收集器
• 三.Serial回收器: 串行回收
• 四.ParNew回收器 : 并行回收
• 五.Parallel回收器: 吞吐量優先
• 六.CMS回收器: 低延遲
• • CMS工作原理
  • CMS 收集器可以設定的參數
  • JDK後續版本中CMS的變化
• 七. G1 回收器: 區域化分代式
• • G1回收器的特點(優勢)
  • G1回收器的缺點
  • G1回收器的參數設定
  • G1回收器常見操作步驟
  • G1回收器的适用場景
  • 分區Region: 化整為零
  • G1回收器垃圾回收過程
  • G1回收器垃圾回收過程: Remembered Set
  • G1回收過程一: 年輕代GC
  • G1回收過程二 : 并發标記過程
  • G1回收過程三: 混合回收
  • G1回收可選的過程四: Full GC
  • G1回收過程 : 補充
  • G1 回收器優化建議
• 八. 垃圾回收器總結
• • 7種經典垃圾回收器總結
  • 怎麼選擇垃圾回收器
  • 面試
• 九. GC日志分析
• • Minor GC 日志
  • Full GC 日志
  • 舉例
  • • 在JDK7中運作
    • 在JDK8中運作
  • GC日志分析工具
  • • GC Viewer
    • GC Easy
• 十. 垃圾回收器的新發展
• • JDK11 新特性
  • Open JDK12的Shenandoah GC
  • ZGC -- JDK14新特性
  • 其他的垃圾回收器 -- AliGC

一. GC分類與性能名額

垃圾回收器分類

按照線程數分

按照工作模式分

按照碎片處理方式或工作的記憶體區間分

評估GC的性能名額

吞吐量(throughput)

暫停時間(pause time)

二.不同的垃圾回收器概述

垃圾收集器發展史

GC 可以是兩個名詞的縮寫

Garbage Collection 垃圾回收

Garbage Collector 垃圾回收器

七款經典的垃圾回收器

七款經典收集器與垃圾分代之間的關系

垃圾回收器的組合關系

在JDK8 中預設是Parallel Scavenge GC + Parallel Old GC的組合

為啥Parallel Scavenge GC 和 ParNew GC 都是并行的垃圾回收器但是.Parallel Scavenge GC 卻不能和CMS GC組合呢 ?

因為Parallel Scavenge GC 底層用的GC架構和其他的垃圾回收器不要用,是以不能進行相容

不同的垃圾回收器概述

如何檢視預設的垃圾收集器

-XX:+PrintCommandLineFlags

任意執行一個程式

-XX:InitialHeapSize=264819328 -XX:MaxHeapSize=4237109248 -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+UseCompressedClassPointers -XX:+UseCompressedOops -XX:-UseLargePagesIndividualAllocation -XX:+UseParallelGC

可以看出使用的是Parallel Scavenge GC

上面的是JDK8 的, 下面是切換到JDK9之後執行的結果

使用的就變成G1了

三.Serial回收器: 串行回收

-XX:InitialHeapSize=264819328 -XX:MaxHeapSize=4237109248 -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+UseCompressedClassPointers -XX:+UseCompressedOops -XX:-UseLargePagesIndividualAllocation -XX:+UseParallelGC

/**
 * -XX:+PrintCommandLineFlags 
 * -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+UseSerialGC  指定使用的GC
 */
public class GCUseTest {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        ArrayList<byte[]> list = new ArrayList<>();

        while (true) {
            byte[] arr = new byte[100];
            list.add(arr);
            Thread.sleep(10);
        }
    }
}
           

四.ParNew回收器 : 并行回收

使用parNew和CMSGC, 在JDK9中會報錯

五.Parallel回收器: 吞吐量優先

檢視使用的GC

使用MaxGCPauseMills時會動态調節堆記憶體的大小, 如果堆記憶體變小了,可能會導緻GC的次數變多,GC次數變多了之後,可能會導緻吞吐量下降,影響整體性能

這個參數是預設開啟狀态的,這就是為什麼我們在實際檢視新生代和老年代的比例時不是8:1的原因

六.CMS回收器: 低延遲

CMS工作原理

CMS 收集器可以設定的參數

JDK後續版本中CMS的變化

七. G1 回收器: 區域化分代式

G1回收器的特點(優勢)

G1回收器的缺點

G1回收器的參數設定

在使用MaxGCPauseMillis設定期望最大GC停頓時常的時候,如果設定的市場過于短了的話,可能會存在回收的速度比不上占用region的速度,導緻記憶體占用率越來越高,并最終發生了Full GC ,得不償失.反而導緻性能下降了

GC時間在200-300ms差不多都是正常的時間段

G1回收器常見操作步驟

G1回收器的适用場景

分區Region: 化整為零

G1回收器垃圾回收過程

G1回收器垃圾回收過程: Remembered Set

G1回收過程一: 年輕代GC

G1回收過程二 : 并發标記過程

G1回收過程三: 混合回收

G1回收可選的過程四: Full GC

G1回收過程 : 補充

G1 回收器優化建議

八. 垃圾回收器總結

7種經典垃圾回收器總結

怎麼選擇垃圾回收器

面試

九. GC日志分析

Allocation Failure 配置設定失敗

比如使用./logs/gc.log ,的話,需要在過程的根目錄下建一個logs目錄,然後每次執行的時候就會生成新的日志檔案

Minor GC 日志

Full GC 日志

perm -> 永久代或者原空間

舉例

/**
 * 在jdk7 和 jdk8中分别執行
 *             設定堆記憶體大小    新生代大小                    新生代比例, 伊甸園區8份  使用串行垃圾回收器
 * -verbose:gc -Xms20M -Xmx20M -Xmn10M -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8 -XX:+UseSerialGC
 */
public class GCLogTest1 {
    private static final int _1MB = 1024 * 1024;

    public static void testAllocation() {
        byte[] allocation1, allocation2, allocation3, allocation4;
        allocation1 = new byte[2 * _1MB];
        allocation2 = new byte[2 * _1MB];
        allocation3 = new byte[2 * _1MB];
        allocation4 = new byte[4 * _1MB];
    }

    public static void main(String[] args) {
        testAllocation();
    }

}
           

在JDK7中運作

由圖可以看出來, 在配置設定記憶體的過程中,首先是把前面三個2MB的對象放入伊甸園區之後, 當需要進行存放第四個4MB的對象的時候,會發現新生代已經沒有辦法進行存放了,這個時候就觸發了一次GC, 将原本的3個2M的對象都放到了老年代之中, 這個時候就可以将新的4M的對象放到伊甸園區中了,檢視列印的GC日志可以檢視.

可以看出新生代使用了4M的空間,而老年代則使用了6M的大小

在JDK8中運作

在JDK8中大對象直接放入了老年代中

GC日志分析工具

GC Viewer

下載下傳位址

直接打開jar檔案即可使用

GC Easy

線上位址 : GC Easy

十. 垃圾回收器的新發展

JDK11 新特性

參考網址 : JEP318

318 -> 無操作的垃圾回收器,隻進行配置設定記憶體的操作,不進行垃圾的回收(配置設定完記憶體就退出了)

Open JDK12的Shenandoah GC

ZGC – JDK14新特性

線上文檔

左邊: 低延遲優先的情況下的吞吐量

右邊: 低延遲不保證優先的情況下的吞吐量

無論是平均停頓時間還是95% 或者最大的停頓時間,ZGC都可以保證停頓時間在10ms以内

其他的垃圾回收器 – AliGC