jvm系列(三):GC算法 垃圾收集器

转载自 jvm系列(三):GC算法 垃圾收集器 

概述

垃圾收集 Garbage Collection 通常被称为“GC”，它诞生于1960年 MIT 的 Lisp 语言，经过半个多世纪，目前已经十分成熟了。 jvm 中，程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈都是随线程而生随线程而灭，栈帧随着方法的进入和退出做入栈和出栈操作，实现了自动的内存清理，因此，我们的内存垃圾回收主要集中于 java 堆和方法区中，在程序运行期间，这部分内存的分配和使用都是动态的.

对象存活判断

判断对象是否存活一般有两种方式：

引用计数：每个对象有一个引用计数属性，新增一个引用时计数加1，引用释放时计数减1，计数为0时可以回收。此方法简单，无法解决对象相互循环引用的问题。
可达性分析（Reachability Analysis）：从GC Roots开始向下搜索，搜索所走过的路径称为引用链。当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连时，则证明此对象是不可用的。不可达对象。

在Java语言中，GC Roots包括：

  • 虚拟机栈中引用的对象。

  • 方法区中类静态属性实体引用的对象。

  • 方法区中常量引用的对象。

  • 本地方法栈中JNI引用的对象。

垃圾收集算法

标记 -清除算法

“标记-清除”（Mark-Sweep）算法，如它的名字一样，算法分为“标记”和“清除”两个阶段：首先标记出所有需要回收的对象，在标记完成后统一回收掉所有被标记的对象。之所以说它是最基础的收集算法，是因为后续的收集算法都是基于这种思路并对其缺点进行改进而得到的。

它的主要缺点有两个：一个是效率问题，标记和清除过程的效率都不高；另外一个是空间问题，标记清除之后会产生大量不连续的内存碎片，空间碎片太多可能会导致，当程序在以后的运行过程中需要分配较大对象时无法找到足够的连续内存而不得不提前触发另一次垃圾收集动作。

复制算法

“复制”（Copying）的收集算法，它将可用内存按容量划分为大小相等的两块，每次只使用其中的一块。当这一块的内存用完了，就将还存活着的对象复制到另外一块上面，然后再把已使用过的内存空间一次清理掉。

这样使得每次都是对其中的一块进行内存回收，内存分配时也就不用考虑内存碎片等复杂情况，只要移动堆顶指针，按顺序分配内存即可，实现简单，运行高效。只是这种算法的代价是将内存缩小为原来的一半，持续复制长生存期的对象则导致效率降低。

标记-压缩算法

复制收集算法在对象存活率较高时就要执行较多的复制操作，效率将会变低。更关键的是，如果不想浪费50%的空间，就需要有额外的空间进行分配担保，以应对被使用的内存中所有对象都100%存活的极端情况，所以在老年代一般不能直接选用这种算法。

根据老年代的特点，有人提出了另外一种“标记-整理”（Mark-Compact）算法，标记过程仍然与“标记-清除”算法一样，但后续步骤不是直接对可回收对象进行清理，而是让所有存活的对象都向一端移动，然后直接清理掉端边界以外的内存

分代收集算法

GC分代的基本假设：绝大部分对象的生命周期都非常短暂，存活时间短。

“分代收集”（Generational Collection）算法，把Java堆分为新生代和老年代，这样就可以根据各个年代的特点采用最适当的收集算法。在新生代中，每次垃圾收集时都发现有大批对象死去，只有少量存活，那就选用复制算法，只需要付出少量存活对象的复制成本就可以完成收集。而老年代中因为对象存活率高、没有额外空间对它进行分配担保，就必须使用“标记-清理”或“标记-整理”算法来进行回收。

垃圾收集器

如果说收集算法是内存回收的方法论，垃圾收集器就是内存回收的具体实现

Serial收集器

串行收集器是最古老，最稳定以及效率高的收集器，可能会产生较长的停顿，只使用一个线程去回收。新生代、老年代使用串行回收；新生代复制算法、老年代标记-压缩；垃圾收集的过程中会Stop The World（服务暂停）

参数控制： -XX:+UseSerialGC 串行收集器

ParNew收集器 ParNew收集器其实就是Serial收集器的多线程版本。新生代并行，老年代串行；新生代复制算法、老年代标记-压缩

参数控制：

-XX:+UseParNewGC ParNew收集器
-XX:ParallelGCThreads 限制线程数量

Parallel收集器

Parallel Scavenge收集器类似ParNew收集器，Parallel收集器更关注系统的吞吐量。可以通过参数来打开自适应调节策略，虚拟机会根据当前系统的运行情况收集性能监控信息，动态调整这些参数以提供最合适的停顿时间或最大的吞吐量；也可以通过参数控制GC的时间不大于多少毫秒或者比例；新生代复制算法、老年代标记-压缩

参数控制： -XX:+UseParallelGC 使用Parallel收集器+ 老年代串行

Parallel Old 收集器

Parallel Old是Parallel Scavenge收集器的老年代版本，使用多线程和“标记－整理”算法。这个收集器是在JDK 1.6中才开始提供

参数控制： -XX:+UseParallelOldGC 使用Parallel收集器+ 老年代并行

CMS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。目前很大一部分的Java应用都集中在互联网站或B/S系统的服务端上，这类应用尤其重视服务的响应速度，希望系统停顿时间最短，以给用户带来较好的体验。

从名字（包含“Mark Sweep”）上就可以看出CMS收集器是基于“标记-清除”算法实现的，它的运作过程相对于前面几种收集器来说要更复杂一些，整个过程分为4个步骤，包括：

  • 初始标记（CMS initial mark）

  • 并发标记（CMS concurrent mark）

  • 重新标记（CMS remark）

  • 并发清除（CMS concurrent sweep）

其中初始标记、重新标记这两个步骤仍然需要“Stop The World”。初始标记仅仅只是标记一下GC Roots能直接关联到的对象，速度很快，并发标记阶段就是进行GC Roots Tracing的过程，而重新标记阶段则是为了修正并发标记期间，因用户程序继续运作而导致标记产生变动的那一部分对象的标记记录，这个阶段的停顿时间一般会比初始标记阶段稍长一些，但远比并发标记的时间短。

由于整个过程中耗时最长的并发标记和并发清除过程中，收集器线程都可以与用户线程一起工作，所以总体上来说，CMS收集器的内存回收过程是与用户线程一起并发地执行。老年代收集器（新生代使用ParNew）

优点: 并发收集、低停顿
缺点: 产生大量空间碎片、并发阶段会降低吞吐量

参数控制：

-XX:+UseConcMarkSweepGC 使用CMS收集器
-XX:+ UseCMSCompactAtFullCollection Full GC后，进行一次碎片整理；整理过程是独占的，会引起停顿时间变长
-XX:+CMSFullGCsBeforeCompaction 设置进行几次Full GC后，进行一次碎片整理
-XX:ParallelCMSThreads 设定CMS的线程数量（一般情况约等于可用CPU数量）

G1收集器

G1是目前技术发展的最前沿成果之一，HotSpot开发团队赋予它的使命是未来可以替换掉JDK1.5中发布的CMS收集器。与CMS收集器相比G1收集器有以下特点：

  1. 空间整合，G1收集器采用标记整理算法，不会产生内存空间碎片。分配大对象时不会因为无法找到连续空间而提前触发下一次GC。

  2. 可预测停顿，这是G1的另一大优势，降低停顿时间是G1和CMS的共同关注点，但G1除了追求低停顿外，还能建立可预测的停顿时间模型，能让使用者明确指定在一个长度为N毫秒的时间片段内，消耗在垃圾收集上的时间不得超过N毫秒，这几乎已经是实时Java（RTSJ）的垃圾收集器的特征了。

上面提到的垃圾收集器，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），虽然还保留有新生代和老年代的概念，但新生代和老年代不再是物理隔阂了，它们都是一部分（可以不连续）Region的集合。

G1的新生代收集跟ParNew类似，当新生代占用达到一定比例的时候，开始出发收集。和CMS类似，G1收集器收集老年代对象会有短暂停顿。

收集步骤：

1、标记阶段，首先初始标记(Initial-Mark),这个阶段是停顿的(Stop the World Event)，并且会触发一次普通Mintor GC。对应GC log:GC pause (young) (inital-mark)

2、Root Region Scanning，程序运行过程中会回收survivor区(存活到老年代)，这一过程必须在young GC之前完成。

3、Concurrent Marking，在整个堆中进行并发标记(和应用程序并发执行)，此过程可能被young GC中断。在并发标记阶段，若发现区域对象中的所有对象都是垃圾，那个这个区域会被立即回收(图中打X)。同时，并发标记过程中，会计算每个区域的对象活性(区域中存活对象的比例)。

4、Remark, 再标记，会有短暂停顿(STW)。再标记阶段是用来收集 并发标记阶段 产生新的垃圾(并发阶段和应用程序一同运行)；G1中采用了比CMS更快的初始快照算法:snapshot-at-the-beginning (SATB)。

5、Copy/Clean up，多线程清除失活对象，会有STW。G1将回收区域的存活对象拷贝到新区域，清除Remember Sets，并发清空回收区域并把它返回到空闲区域链表中。

6、复制/清除过程后。回收区域的活性对象已经被集中回收到深蓝色和深绿色区域。

常用的收集器组合


新生代GC策略老年老代GC策略说明
组合1SerialSerial OldSerial和Serial Old都是单线程进行GC，特点就是GC时暂停所有应用线程。
组合2SerialCMS+Serial OldCMS（Concurrent Mark Sweep）是并发GC，实现GC线程和应用线程并发工作，不需要暂停所有应用线程。另外，当CMS进行GC失败时，会自动使用Serial Old策略进行GC。
组合3ParNewCMS使用 -XX:+UseParNewGC选项来开启。ParNew是Serial的并行版本，可以指定GC线程数，默认GC线程数为CPU的数量。可以使用-XX:ParallelGCThreads选项指定GC的线程数。如果指定了选项 -XX:+UseConcMarkSweepGC选项，则新生代默认使用ParNew GC策略。
组合4ParNewSerial Old使用 -XX:+UseParNewGC选项来开启。新生代使用ParNew GC策略，年老代默认使用Serial Old GC策略。
组合5Parallel ScavengeSerial OldParallel Scavenge策略主要是关注一个可控的吞吐量：应用程序运行时间 / (应用程序运行时间 + GC时间)，可见这会使得CPU的利用率尽可能的高，适用于后台持久运行的应用程序，而不适用于交互较多的应用程序。
组合6Parallel ScavengeParallel OldParallel Old是Serial Old的并行版本
组合7G1GCG1GC-XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseG1GC #开启； -XX:MaxGCPauseMillis=50 #暂停时间目标； -XX:GCPauseIntervalMillis=200 #暂停间隔目标； -XX:+G1YoungGenSize=512m #年轻代大小； -XX:SurvivorRatio=6 #幸存区比例

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.mzph.cn/news/330953.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com，一经查实，立即删除！

相关文章

Spring boot（十二）：Spring boot 如何测试、打包、部署

Spring boot（十二）：Spring boot 如何测试、打包、部署

博文引用&#xff1a;springboot(十二)&#xff1a;springboot如何测试打包部署 开发阶段 单元测试 Spring boot对单元测试的支持已经很完善了。 1 在pom包中添加Spring-boot-starter-test包引用 <dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId&g…
阅读更多...
Java虚拟机详解----常用JVM配置参数

Java虚拟机详解----常用JVM配置参数

【声明】 欢迎转载&#xff0c;但请保留文章原始出处→_→ 生命壹号&#xff1a;http://www.cnblogs.com/smyhvae/ 文章来源&#xff1a;http://www.cnblogs.com/smyhvae/p/4736162.html 联系方式&#xff1a;smyhvae163.com 本文主要内容&#xff1a; Trace跟踪参数堆的…
阅读更多...
jvm系列(四):jvm调优-命令篇

jvm系列(四):jvm调优-命令篇

转载自 jvm系列(四):jvm调优-命令篇 运用jvm自带的命令可以方便的在生产监控和打印堆栈的日志信息帮忙我们来定位问题&#xff01;虽然jvm调优成熟的工具已经有很多&#xff1a;jconsole、大名鼎鼎的VisualVM&#xff0c;IBM的Memory Analyzer等等&#xff0c;但是在生产环境出…
阅读更多...
Sprng boot(十三)：Spring boot 小技巧

Sprng boot(十三)：Spring boot 小技巧

初始化数据 使用jpa 在使用Spring boot jpa的情况下设置 spring.jpa.hibernate.ddl-auto 的属性为 create 或 create-drop &#xff0c;Spring boot启动时默认会扫描classpath下面&#xff08;项目一般是resources目录&#xff09;是否有import.sql&#xff0c;如果有机会执行…
阅读更多...
滴滴2017在线笔试有感

滴滴2017在线笔试有感

呵呵 刚才参加完了 滴滴2017的在线笔试。 又一次被虐。。班上很多人都在耍算法&#xff0c;这样算法 那样算法。其实今天看他的 题目 也就是 数据结构的基础知识&#xff0c; 没有多高深的算法。。当然这是一个小生的 匹夫之言&#xff1b; 编程第一题&#xff1a; 求最大子序列…
阅读更多...
Mybatis3 XML属性配置

Mybatis3 XML属性配置

对象工厂&#xff08;ObjectFactory&#xff09; MyBatis 每次创建结果对象的新实例时&#xff0c;它都会使用一个对象工厂&#xff08;ObjectFactory&#xff09;实例来完成。默认的对象工厂需要做的仅仅是实例化目标类。如果想覆盖对象工厂的默认行为&#xff0c;则可以通过…
阅读更多...
Eclipse反编译工具Jad及插件JadClipse配置

Eclipse反编译工具Jad及插件JadClipse配置

转自&#xff1a;http://www.blogjava.net/landon/archive/2010/07/16/326294.html Jad是一个Java的一个反编译工具&#xff0c;是用命令行执行&#xff0c;和通常JDK自带的java&#xff0c;javac命令是一样的。不过因为是控制台运行&#xff0c;所以用起来不太方便。不过幸好有…
阅读更多...
jvm系列(五):Java GC 分析

jvm系列(五):Java GC 分析

转载自 jvm系列(五):Java GC 分析Java GC就是JVM记录仪&#xff0c;书画了JVM各个分区的表演。 什么是 Java GC Java GC&#xff08;Garbage Collection&#xff0c;垃圾收集&#xff0c;垃圾回收&#xff09;机制&#xff0c;是Java与C/C的主要区别之一&#xff0c;作为Java开…
阅读更多...
Mybatis3 （2）xml映射文件

Mybatis3 （2）xml映射文件

SQL 映射文件有很少的几个顶级元素&#xff08;按照它们应该被定义的顺序&#xff09;&#xff1a; cache – 给定命名空间的缓存配置。cache-ref – 其他命名空间缓存配置的引用。resultMap – 是最复杂也是最强大的元素&#xff0c;用来描述如何从数据库结果集中来加载对象。…
阅读更多...
面向对象进阶

面向对象进阶

第一章 类 1.1 如何定义类 类的定义格式如下: 修饰符 class 类名 {// 1.成员变量&#xff08;属性&#xff09;// 2.成员方法 (行为) // 3.构造方法 &#xff08;初始化类的对象数据的&#xff09; }例如: public class Student {// 1.成员变量public String name ;public c…
阅读更多...
foreach 循环详解

foreach 循环详解

译自&#xff1a;http://docs.oracle.com/javase/1.5.0/docs/guide/language/foreach.html考虑如下代码&#xff08;方式一&#xff09;&#xff1a;迭代一个 collection 集合对象&#xff0c;然后删除集合元素void cancelAll(Collection<TimerTask> c) {for (Iterator&l…
阅读更多...
jvm系列(六):Java服务GC参数调优案例

jvm系列(六):Java服务GC参数调优案例

转载自 jvm系列(六):Java服务GC参数调优案例本文介绍了一次生产环境的JVM GC相关参数的调优过程&#xff0c;通过参数的调整避免了GC卡顿对JAVA服务成功率的影响。 这段时间在整理jvm系列的文章&#xff0c;无意中发现本文&#xff0c;作者思路清晰通过步步分析最终解决问题。我…
阅读更多...
Mybatis3（3）动态 SQL

Mybatis3（3）动态 SQL

可以利用动态SQL摆脱凭借SQL语句的痛苦。 MyBatis 3 大大精简了元素种类&#xff0c;现在只需学习原来一半的元素便可。MyBatis 采用功能强大的基于 OGNL 的表达式来淘汰其它大部分元素。 ifchoose (when, otherwise)trim (where, set)foreach if 动态 SQL 通常要做的事情是…
阅读更多...
jvm系列(七):jvm调优-工具篇

jvm系列(七):jvm调优-工具篇

转载自 jvm系列(七):jvm调优-工具篇16年的时候花了一些时间整理了一些关于jvm的介绍文章,到现在回顾起来还是一些还没有补充全面&#xff0c;其中就包括如何利用工具来监控调优前后的性能变化。工具做为图形化界面来展示更能直观的发现问题&#xff0c;另一方面一些耗费性能的分…
阅读更多...
如何不用 List.clear() 方法 就清空 list 中的 所有元素(中兴面试)

如何不用 List.clear() 方法 就清空 list 中的 所有元素(中兴面试)

import java.util.ArrayList; import java.util.Arrays; import java.util.Iterator; import java.util.List;// 涛哥 1609251501 // 如何不用 List.clear() 方法 就清空 list 中的 所有元素. public class MyList {public static void main(String[] args) {List<String>…
阅读更多...
mybatis-spring 入门到实例

mybatis-spring 入门到实例

入门 安装 在pom.xml中导入mybatis-spring.jar包 快速入门 要把spring和mybatis一起使用&#xff0c;需要定义两样东西&#xff1a;SqlsessionFactory 和 至少一个数据库映射器类。 SqlSessionFactoryBean 是用于创建 SqlSessionFactory 的&#xff0c;需要一个Datasource…
阅读更多...
在 eclipse 中 设置 jvm 的 运行时目录

在 eclipse 中 设置 jvm 的 运行时目录

然而 在 eclipse中 类所在包的目录是项目所在目录的 孙子目录 而不是 父目录&#xff1b;所以&#xff0c;如果要运行 诸如 chapter18.className这样的类 就需要 将 运行时目录设置为 项目目录/src 目录才行。
阅读更多...
jvm系列(九):如何优化Java GC

jvm系列(九):如何优化Java GC

转载自 jvm系列(九):如何优化Java GC「译」本文翻译自Sangmin Lee发表在Cubrid上的"Become a Java GC Expert"系列文章的第三篇《How to Tune Java Garbage Collection》,本文的作者是韩国人&#xff0c;写在JDK 1.8发布之前&#xff0c;虽然有些地方有些许过时&…
阅读更多...
关闭json引用的方式

关闭json引用的方式

https://www.cnblogs.com/zjrodger/p/4630237.html 【具体方案】 1、如果你用的是FastJson&#xff0c;首先要关闭FastJson的“循环引用检测”特性。 2、如果你不想修改实体之间的关系&#xff0c;则将代码&#xff1a;“JSONField(serializefalse)”添加在下列方法中 public …
阅读更多...
Redis学习记录

Redis学习记录

Redis简介 Redis是一个高性能的key-value非关系型数据库&#xff0c;可以存键&#xff08;key&#xff09;与5中不同类型的值&#xff08;value&#xff09;之间的映射&#xff08;mapping&#xff09;。 支持存储的value类型包括&#xff1a;String&#xff08;字符串&#…
阅读更多...
最新文章

Copyright @ 2022~2023