架构师必备，如何优化垃圾回收机制

如果要对GC调优，必须掌握垃圾回收机制的基础知识，比如说JVM的内存模型，垃圾回收机制等。

这里我们重点讲下七种垃圾回收器

一.七种垃圾回收器

1.串型垃圾回收器：Serial，Serial Old

2.并行垃圾回收器：ParNew，Parallel Scavenge，Parallel Old

3.并发垃圾回收器：CMS，G1

1.新生代垃圾回收器：Serial，ParNew，Parallel Scavenge

2.老年代垃圾回收器：Serial Old，Parallel Old，CMS

3.整堆收集器：G1

二.七种垃圾回收器的特点

1.Serial垃圾回收器，单线程，简单高效，使用复制算法。回收时会暂停工作线程，业务处理会出现停顿。

2.Serial Old回收器同样也采用了串行回收"Stop the World"机制,只不过内存回收算法使用的是标记-整理算法

3.ParNew回收器本质上是Serial的多线程版本，使用复制算法，只有他能和CMS配合使用。

4.Parallel Scavenge回收器，JDK8默认的新生代垃圾回收器，使用需求为高吞吐量时使用该收集器，采用“复制算法”。

5.Parallel Old回收器，是Parallel Scavenge的老年代版本，采用标记--整理算法。

6.CMS回收器，工作在老年代，即Concurrent Mark Sweep收集器，追求最短的停顿时间，采用标记清除算法。CMS回收分为初始预标记（STW），并发标记，并发预清理，重新标记（STW），并发清除。

7.G1回收器，全代回收器，可以设置STW的时间，将整个堆分为内存大小相等的区域（Region），每个区域有一个称为回收价值的属性，G1通过该属性判断是否进行垃圾回收，从而达到最高垃圾回收效率。它依旧保留了新生代和老年代的概念，老年代和新生代的物理空间不再是连续的，它们都是region的集合。

G1将所有Region分为四种类型：Eden、Survivor、Old、Humongous。

默认新生代的Region内存占堆空间的5%，如果堆空间大小为4096MB，那么新生代占用200MB左右的内存，按照每个Region为2MB，对应就是100个Region。也可以通过参数-XX:G1NewSizePercent设置新生代初始占比。

在系统运行过程中，JVM会动态地给年轻代增加更多的Region，但新生代的占比最多不会超过60%，可以通过参数-XX:G1MaxNewSizePercent设置。Region的区域类型是动态变化的，可能之前是年轻代，经过了垃圾回收之后就变成了老年代。

G1中的新生代依然与经典垃圾收集器中一样，分为Eden区和Survivor区，默认比例也是8:1:1，如果新生代有100个Region，那么就是Eden区占用80个，两个Survivor区各占用10个。

G1收集器对于对象从新生代转移到老年代与CMS等经典垃圾收集器是一样的，但对于大对象的处理有所不同。G1为大对象的内存分配专门设计了一个Humongous类型的Region，而不再是让对象直接进入老年代的Region。

在G1中，大对象的判断是超过一个Region大小的50%，按照每个Region大小为2MB来计算，只要对象超过了1MB，就会被放入到Humongous的Region中，如果一个对象太大，一个Region放不下，可能会存在跨多个Region来存放。

在进行Full GC的时候除了要收集新生代和老年代的Region外，还会将Humongous的Region一并进行回收。

与之前的经典垃圾收集器不同，G1可以由用户自己去设置STW的最大时间，然后G1会根据STW的时间来进行内存回收，这个STW的时间包含了并发标记、最终标记和筛选回收三个阶段STW的总时间。

三.如何判断是否需要GC优化

如果各项参数设置合理，系统没有超时日志出现，GC频率不高，GC耗时不高，那么没有必要进行GC优化，如果GC时间超过1-3秒，或者频繁GC，则必须优化。

注：如果满足下面的指标，则一般不需要进行GC：

Minor GC执行时间不到50ms；

Minor GC执行不频繁，约10秒一次；

Full GC执行时间不到1s；

Full GC执行频率不算频繁，不低于10分钟1次；

四.如何对gc调优

1.降低Minor GC频率

通常情况下，由于新生代空间较小，Eden区很快被填满，造成频繁的Minor GC，因此我们需要增大新生代的空间来降低Minor GC。

2.降低Full GC的频率

堆内存不足或老年代对象太多，会触发full gc，频繁的full gc会带来上下文切换，增加系统的性能开销。可以使用哪些方法来降低full gc的频率呢？

2.1.减少创建大对象

2.2.增大堆内存空间

3.选择合适的gc回收器

当我们对响应时间有要求时，我们可以选择相应速度快的垃圾回收器，CMS回收器和G1回收器都是不错的选择。

如果我们对系统吞吐量有要求时，可以选择Parallel Scavenge回收器来提高系统吞吐量。