垃圾收集器相关总结

╰半橙微兮° 2021-09-24 03:18 290阅读 0赞

### 垃圾收集器相关总结 ###

*  GC日志
 *  参数总结
 *  内存分配与回收策略
 *   *   *  对象的内存分配
         *  分配规则
         *   *   *  1. 对象优先在Eden分配
                 *  2. 大对象直接进入老年代
                 *  3. 长期存活的对象将进入老年代
                 *  4. 动态对象年龄判定
                 *  5. 空间分配担保

# GC日志 #

每一种收集器的日志形式都是由它们自身的实现所决定的，每个收集器的日志格式都可以不一样。但虚拟机设计者将各个收集器的日志都维持一定的共性，例如：  
![日志实例][20200407104815661.png]

1.  33.125：”和“100.667：”代表了GC发生的时间，这个数字的含义是从Java虚拟机启动以来经过的秒数。
2.  GC日志开头的“\[GC”和“\[Full GC”说明了这次垃圾收集的停顿类型，而不是用来区分新生代GC还是老年代GC的。如果有“Full”，说明这次GC是发生了Stop-The-World的。
3.  “\[DefNew”、“\[Tenured”、“\[Perm”表示GC发生的区域，这里显示的区域名称与使用的GC收集器是密切相关的。

> Serial收集器中的新生代名为“Default New Generation”，所以显示的是“\[DefNew”。  
> ParNew收集器，新生代名称就会变为“\[ParNew”，意为“Parallel New Generation”。  
> Parallel Scavenge收集器，那它配套的新生代称为“PSYoungGen”，老年代和永久代同理，名称也是由收集器决定的。

1.  后面方括号内部的“3324K->152K(3712K)”含义是“GC前该内存区域已使用容量-> GC后该内存区域已使用容量 (该内存区域总容量)”。而在方括号之外的“3324K->152K(11904K)”表示“GC前Java堆已使用容量->GC后Java堆已使用容量(Java堆总容量)”。
2.  0.0025925 secs”表示该内存区域GC所占用的时间，单位是秒。

> user、sys和real与Linux的time命令所输出的时间含义一致，分别代表用户态消耗的CPU时间、内核态消耗的CPU事件和操作从开始到结束所经过的墙钟时间（Wall Clock Time）。

# 参数总结 #

1.  UseSerialGC  
    虚拟机运行在Client模式下的默认值，打开此开关后，使用Serial + Serial Old的收集器组合进行内存回收。
2.  UseParNewGC  
    打开此开关后，使用ParNew+ Serial Old的收集器组合进行内存回收。
3.  UseConcMarkSweepGC  
    打开此开关后，使用ParNew + CMS + Serial Old的收集器组合进行内存回收。Serial Old收集器将作为CMS收集器出现Concurrent Mode Failure失败后的后备收集器使用。
4.  UseParallelGC  
    虚拟机运行在Server模式下的默认值，打开此开关后，使用Parallel Scavenge + Serial Old（PS MarkSweep）的收集器组合进行内存回收。
5.  UseParallelOldGC  
    打开此开关后，使用Parallel Scavenge + Parallel Old的收集器组合进行内存回收。
6.  SurvivorRatio  
    新生代中Eden区域与Survivor区域的容量比值，默认为8，代表Eden:Surivivor=8:1。
7.  PretenureSizeThreshold  
    直接晋升到老年代的对象大小，设置这个参数后，大于这个参数的对象将直接在老年代分配。
8.  MaxTenuringThreshold  
    晋升到老年代的对象年龄。每个对象在坚持过一次Minor GC之后，年龄就增加1，当超过这个参数值时就进入老年代。
9.  UseAdaptiveSozePolicy  
    动态调整Java堆中各个区域的大小以及进入老年代的年龄。
10. HandelPromotionFailure  
    是否允许分配担保失败，即老年代的剩余空间不足以应付新生代的整个Eden和Survivor区的所有对象都存活的极端情况。
11. ParallelGCThreads  
    设置并行GC时进行内存回收的线程数。
12. GCTimeRatio  
    GC时间占总时间的比率，默认值为99，即允许1%的GC时间，仅在使用Parallel Scavenge收集器时生效。
13. MaxGCPauseMillis  
    设置GC的最大停顿时间，仅在使用Parallel Scavenge收集器时生效。
14. CMSInitiatingOccupancyFraction  
    设置CMS收集器在老年代空间被使用多少后触发垃圾收集。默认值为68%，仅在使用CMS收集器时生效。
15. UseCMSCompactAtFullCollection  
    设置CMS在完成垃圾收集器后是否要进行一次内存碎片整理。仅在使用CMS收集器时生效。
16. CMSFullGCsBeforeCompaction  
    设置CMS收集器在进行若干次垃圾收集后再启动一次内存碎片整理。仅在使用CMS收集器时生效。

# 内存分配与回收策略 #

自动内存管理最终可以归结为自动化地解决了两个问题：给对象分配内存以及回收分配给对象的内存。

### 对象的内存分配 ###

往大方向说，是在堆上分配（但也可能经过JIT编译后被拆散为标量类型并间接地栈上分配），对象主要分配在新生代的Eden区上，如果启动了本地线程分配缓冲，将按线程优先在TLAB上分配。少数情况下也可能会直接分配在老年代中，分配的规则并不是百分之百固定的，其细节取决于当前使用的是哪一种垃圾收集器组合，还有虚拟机中与内存相关的参数的设置。

### 分配规则 ###

> 新生代GC（Minor GC）：指发生在新生代的垃圾收集动作，因为Java对象大多都具备朝生夕灭的特性，所以Minor GC非常频繁，一般回收速度也比较快。  
> 老年代GC（Major GC / Full GC）：指发生在老年代的GC，出现了Major GC，经常会伴随至少一次的Minor GC（但非绝对的，在Parallel Scavenge收集器的收集策略里就有直接进行Major GC的策略选择过程）。Major GC的速度一般会比Minor GC慢10倍以上。

##### 1. 对象优先在Eden分配 #####

大多数情况下，对象在新生代Eden区中分配。当Eden区没有足够空间进行分配时，虚拟机将发起一次Minor GC。  
虚拟机提供了-XX:+PrintGCDetails这个收集器日志参数，告诉虚拟机在发生垃圾收集行为时打印内存回收日志，并且在进程退出的时候输出当前的内存各区域分配情况。在实际应用中，内存回收日志一般是打印到文件后通过日志工具进行分析。

##### 2. 大对象直接进入老年代 #####

所谓的大对象是指，需要大量连续内存空间的Java对象，最典型的大对象就是那种很长的字符串以及数组。虚拟机提供了一个-XX:PretenureSizeThreshold参数，令大于这个设置值的对象直接在老年代分配。这样做的目的是避免在Eden区及两个Survivor区之间发生大量的内存复制。  
PretenureSizeThreshold参数只对Serial和ParNew两款收集器有效，Parallel Scavenge收集器不认识这个参数，Parallel Scavenge收集器一般并不需要设置。如果遇到必须使用此参数的场合，可以考虑ParNew加CMS的收集器组合。

##### 3. 长期存活的对象将进入老年代 #####

虚拟机给每个对象定义了一个对象年龄（Age）计数器。如果对象在Eden出生并经过第一次Minor GC后仍然存活，并且能被Survivor容纳的话，将被移动到Survivor空间中，并且对象年龄设为1。对象在Survivor区中每“熬过”一次Minor GC，年龄就增加1岁，当它的年龄增加到一定程度（默认为15岁），就将会被晋升到老年代中。对象晋升老年代的年龄阈值，可以通过参数-XX:MaxTenuringThreshold设置。

##### 4. 动态对象年龄判定 #####

为了能更好地适应不同程序的内存状况，虚拟机并不是永远地要求对象的年龄必须达到了MaxTenuringThreshold才能晋升老年代，如果在Survivor空间中相同年龄所有对象大小的总和大于Survivor空间的一半，年龄大于或等于该年龄的对象就可以直接进入老年代，无须等到MaxTenuringThreshold中要求的年龄。

##### 5. 空间分配担保 #####

在发生Minor GC之前，虚拟机会先检查老年代最大可用的连续空间是否大于新生代所有对象总空间，如果这个条件成立，那么Minor GC可以确保是安全的。如果不成立，则虚拟机会查看HandlePromotionFailure设置值是否允许担保失败。如果允许，那么会继续检查老年代最大可用的连续空间是否大于历次晋升到老年代对象的平均大小，如果大于，将尝试着进行一次MinorGC，尽管这次Minor GC是有风险的；如果小于，或者HandlePromotionFailure设置不允许冒险，那这时也要改为进行一次Full GC。

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