JVM学习笔记(14) 垃圾回收-垃圾回收器

垃圾回收器

• 一. GC分类与性能指标
• • 垃圾回收器分类
  • • 按照线程数分
    • 按照工作模式分
    • 按照碎片处理方式或工作的内存区间分
  • 评估GC的性能指标
  • • 吞吐量(throughput)
    • 暂停时间(pause time)
• 二.不同的垃圾回收器概述
• • 垃圾收集器发展史
  • 七款经典的垃圾回收器
  • 七款经典收集器与垃圾分代之间的关系
  • 垃圾回收器的组合关系
  • 不同的垃圾回收器概述
  • 如何查看默认的垃圾收集器
• 三.Serial回收器: 串行回收
• 四.ParNew回收器 : 并行回收
• 五.Parallel回收器: 吞吐量优先
• 六.CMS回收器: 低延迟
• • CMS工作原理
  • CMS 收集器可以设置的参数
  • JDK后续版本中CMS的变化
• 七. G1 回收器: 区域化分代式
• • G1回收器的特点(优势)
  • G1回收器的缺点
  • G1回收器的参数设置
  • G1回收器常见操作步骤
  • G1回收器的适用场景
  • 分区Region: 化整为零
  • G1回收器垃圾回收过程
  • G1回收器垃圾回收过程: Remembered Set
  • G1回收过程一: 年轻代GC
  • G1回收过程二 : 并发标记过程
  • G1回收过程三: 混合回收
  • G1回收可选的过程四: Full GC
  • G1回收过程 : 补充
  • G1 回收器优化建议
• 八. 垃圾回收器总结
• • 7种经典垃圾回收器总结
  • 怎么选择垃圾回收器
  • 面试
• 九. GC日志分析
• • Minor GC 日志
  • Full GC 日志
  • 举例
  • • 在JDK7中运行
    • 在JDK8中运行
  • GC日志分析工具
  • • GC Viewer
    • GC Easy
• 十. 垃圾回收器的新发展
• • 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分类与性能指标

垃圾回收器分类

按照线程数分

按照工作模式分

按照碎片处理方式或工作的内存区间分

评估GC的性能指标

吞吐量(throughput)

暂停时间(pause time)

二.不同的垃圾回收器概述

垃圾收集器发展史

GC 可以是两个名词的缩写

Garbage Collection 垃圾回收

Garbage Collector 垃圾回收器

七款经典的垃圾回收器

七款经典收集器与垃圾分代之间的关系

垃圾回收器的组合关系

在JDK8 中默认是Parallel Scavenge GC + Parallel Old GC的组合

为啥Parallel Scavenge GC 和 ParNew GC 都是并行的垃圾回收器但是.Parallel Scavenge GC 却不能和CMS GC组合呢 ?

因为Parallel Scavenge GC 底层用的GC框架和其他的垃圾回收器不要用,所以不能进行兼容

不同的垃圾回收器概述

如何查看默认的垃圾收集器

-XX:+PrintCommandLineFlags

任意执行一个程序

-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, 下面是切换到JDK9之后执行的结果

使用的就变成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中会报错

五.Parallel回收器: 吞吐量优先

查看使用的GC

使用MaxGCPauseMills时会动态调节堆内存的大小, 如果堆内存变小了,可能会导致GC的次数变多,GC次数变多了之后,可能会导致吞吐量下降,影响整体性能

这个参数是默认开启状态的,这就是为什么我们在实际查看新生代和老年代的比例时不是8:1的原因

六.CMS回收器: 低延迟

CMS工作原理

CMS 收集器可以设置的参数

JDK后续版本中CMS的变化

七. G1 回收器: 区域化分代式

G1回收器的特点(优势)

G1回收器的缺点

G1回收器的参数设置

在使用MaxGCPauseMillis设置期望最大GC停顿时常的时候,如果设置的市场过于短了的话,可能会存在回收的速度比不上占用region的速度,导致内存占用率越来越高,并最终发生了Full GC ,得不偿失.反而导致性能下降了

GC时间在200-300ms差不多都是正常的时间段

G1回收器常见操作步骤

G1回收器的适用场景

分区Region: 化整为零

G1回收器垃圾回收过程

G1回收器垃圾回收过程: Remembered Set

G1回收过程一: 年轻代GC

G1回收过程二 : 并发标记过程

G1回收过程三: 混合回收

G1回收可选的过程四: Full GC

G1回收过程 : 补充

G1 回收器优化建议

八. 垃圾回收器总结

7种经典垃圾回收器总结

怎么选择垃圾回收器

面试

九. GC日志分析

Allocation Failure 分配失败

比如使用./logs/gc.log ,的话,需要在过程的根目录下建一个logs目录,然后每次执行的时候就会生成新的日志文件

Minor GC 日志

Full GC 日志

perm -> 永久代或者原空间

举例

/**
 * 在jdk7 和 jdk8中分别执行
 *             设置堆内存大小    新生代大小                    新生代比例, 伊甸园区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中运行

由图可以看出来, 在分配内存的过程中,首先是把前面三个2MB的对象放入伊甸园区之后, 当需要进行存放第四个4MB的对象的时候,会发现新生代已经没有办法进行存放了,这个时候就触发了一次GC, 将原本的3个2M的对象都放到了老年代之中, 这个时候就可以将新的4M的对象放到伊甸园区中了,查看打印的GC日志可以查看.

可以看出新生代使用了4M的空间,而老年代则使用了6M的大小

在JDK8中运行

在JDK8中大对象直接放入了老年代中

GC日志分析工具

GC Viewer

下载地址

直接打开jar文件即可使用

GC Easy

在线地址 : GC Easy

十. 垃圾回收器的新发展

JDK11 新特性

参考网址 : JEP318

318 -> 无操作的垃圾回收器,只进行分配内存的操作,不进行垃圾的回收(分配完内存就退出了)

Open JDK12的Shenandoah GC

ZGC – JDK14新特性

在线文档

左边: 低延迟优先的情况下的吞吐量

右边: 低延迟不保证优先的情况下的吞吐量

无论是平均停顿时间还是95% 或者最大的停顿时间,ZGC都可以保证停顿时间在10ms以内

其他的垃圾回收器 – AliGC