深入理解java虚拟机学习笔记（7）——经典垃圾收集器

经典垃圾收集器

经典垃圾收集器包含：

• 新生代收集器：Serial收集器，ParNew收集器， Parallel Scavenge收集器
• 老年代收集器：Serial Old收集器，Parallel Old收集器，CMS收集器
• 全堆收集器：G1收集器

  

目录

• 经典垃圾收集器
• 一、Serial收集器
• 二、ParNew收集器
• 三、Parallel Scavenge收集器
• 四、Serial Old收集器
• 五、Parallel Old收集器
• 六、CMS收集器
• 七、Garbage First收集器

一、Serial收集器

• 新生代收集器，基于标记-复制算法实现
• 单线程工作收集器。这里的单线程指它在进行垃圾收集时，必须暂停其他所有工作线程，直至它收集结束。
• 简单而高效，对于内存资源受限的环境，Serial收集器额外内存消耗是最小的。
• 对于单核处理器或处理器核心数较少的环境，Serial收集器可以获得最高的单线程收集效率。
• Serial收集器适合运行在客户端模式下的虚拟机

控制参数：

• -XX:SurvivorRatio：Eden与Survivor区的比例
• -XX:PretenureSizeThreshold：晋升老年代对象大小
• -XX:HandlePromotionFailure：是否设置空间分配担保，JDK7及以后失效

二、ParNew收集器

• 新生代收集器，基于标记-复制算法实现
• Serial收集器的多线程并行版本。
• 除了Serial收集器外，只有ParNew收集器能与CMS收集器配合使用
• ParNew收集器是激活CMS后的默认新生代收集器
• 在单核心处理器的环境中效果没有Serial收集器好，因为存在线程交互的开销
• 在多核心处理器的环境中，默认开启的收集线程数与处理器核心数相同，可使用-XX:ParallelGCThreads限制垃圾收集的线程数

  

控制参数：

• -XX:+UseConcMarkSweepGC：使用CMS收集器
• -XX:+/-UseParNewGC：指定收集器为ParNew收集器或者禁用它
• -XX:ParallelGCThreads：限制垃圾收集的线程数

三、Parallel Scavenge收集器

• 新生代收集器，基于标记-复制算法实现
• 并行收集的多线程收集器
• Parallel Scavenge收集器的目标是达到一个可控制的吞吐量，即缩短运行垃圾收集的时间

控制参数：

• -XX:MaxGCPauseMillis：控制最大垃圾收集停顿时间
• -XX:GCTimeRatio：直接设置吞吐量大小
• -XX:+UseAdaptiveSizePolicy：开启垃圾收集器的自适应调节策略

  

四、Serial Old收集器

• 老年代收集器，基于标记-整理算法实现
• 单线程收集器
• JDK5之前与Parallel Scavenge收集器搭配使用
• 作为CMS收集器失败时，并发收集发生Concurrent Mode Failure时使用

  

五、Parallel Old收集器

• 老年代收集器，基于标记-整理算法实现
• 多线程收集器
• 在注重吞吐量或者处理器资源较为稀缺的场合，可以优先考虑使用Parallel Scavenge+Parallel Old

  

六、CMS收集器

• 老年代收集器，基于标记-清除算法实现
• 第一款支持并发的垃圾收集器
• CMS（Concurrent Mark Sweep）收集器是以获取最短回收停顿时间为目标的收集器
• JDK9后被生命为不推荐使用

过程：

• 初识标记（CMS initial mark）
• 并发标记（CMS concurrent mark）
• 重新标记（CMS remark）
• 并发清除（CMS concurrent sweep）

初始标记速度很快，需要做用户停顿；并发标记速度较慢，不需要做用户停顿，可与用户线程并发运行；重新标记速度比初始标记稍慢，需要做用户停顿；并发清除耗时较长，不需要做用户停顿，可与用户线程并发运行。

优点：

• 并发收集
• 低停顿

缺点：

• 对处理器资源非常敏感
• 无法处理“浮动垃圾”，可能出现“Concurrent Mode Failure”失败导致一次完全的“Stop The World”的Full GC产生。
• 由于急于“标记-清除”算法，会产生大量的空间碎片

控制参数：

• -XX:CMSInitiatingOccu-pancyFraction：CMS启动阈值
• -XX:UseCMSCompactAtFullCollection：开启内存碎片合并整理过程
• -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction：执行不整理空间的Full GC的次数

七、Garbage First收集器

• 面向局部收集的设计思路与基于Region内存布局形式
• G1收集器是一个面向全堆的收集器，不需要其他新生代收集器的配合工作
• G1收集器可以面向堆内存任何部分来组成回收集进行回收，不再以哪个分代进行回收，而是以回收哪块内存区域的收益最大来进行回收
• JDK9后取代了Parallel Scavenge+Parallel Old，成为了服务端模式下的默认垃圾收集器
• G1中的新生代与老年代不是固定的，而是一系列区域（不一定是连续）的动态集合

G1收集器需解决的问题：

• 将Java堆分成多个独立的Region后，Region里面存在的跨Region引用对象如何解决？
• 在并发标记阶段如何保证收集线程与用户线程互不干扰地运行？
• 怎样建立可靠的停顿预测模型？

过程：

1. 初始标记
2. 并发标记
3. 最终标记
4. 筛选回收

   

   除了并发标记不需要暂停用户线程，其余都是要暂停用户线程的。

G1与CMS对比：

G1	CMS
内存空间碎片	不会产生	会产生
内存占用	比CMS高	*
执行负载	比CMS高	*
小内存应用	性能劣于CMS	*
大内存应用	性能优于CMS	*

控制参数：

• -XX:G1HeapRegionSize：每个Region的大小，范围为1MB-32MB，应为2的N次幂
• -XX:MaxGCPauseMills：允许的收集停顿时间