JVM - 再聊GC垃圾收集算法及垃圾收集器

短命女 2023-02-21 09:15 28阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  Pre
 *  分代收集理论
 *  常见的垃圾收集算法
 *   *  标记-清除算法
     *  标记-复制算法
     *  标记-整理算法
 *  垃圾收集器
 *   *  Serial收集器
     *  Parallel Scavenge收集器 【JDK8默认】
     *  ParNew收集器
     *  CMS 【重点掌握】

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3lhbmdzaGFuZ3dlaQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]

# Pre #

[JVM-04垃圾收集Garbage Collection（上）【垃圾对象的判定】][JVM-04_Garbage Collection]

[JVM-05垃圾收集Garbage Collection（中）【垃圾收集算法】][JVM-05_Garbage Collection]

[JVM-06垃圾收集Garbage Collection（下）【垃圾收集器】][JVM-06_Garbage Collection]

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# 分代收集理论 #

当前虚拟机的垃圾收集都采用分代收集算法 ， 意思就是根据对象存活周期的不同将 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选择合适的垃圾收集算法。

举个例子，新生代中，大部分对象都是朝生夕死的，所以可以选择复制算法， 只复制那些少量存活的对象。

而老年代，绝大部分都是一些顽固的对象，存货周期较长，如果选择复制算法，就要复制很多对象，效率自然不高 ，所以得换个算法，通常会选择标记-清除”或“标记-整理”算法进行垃圾收集。

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# 常见的垃圾收集算法 #

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3lhbmdzaGFuZ3dlaQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

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## 标记-清除算法 ##

两个阶段 “标记” + “清除”

1.  标记存活的对象， 也可以反过来，标记出所有需要回收的对象
2.  标记完成后，统一回收所有未被标记的对象(一般选择这种)

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3lhbmdzaGFuZ3dlaQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

存在两个问题

1.  如果需要标记的对象太多，效率不高 【效率问题】
2.  标记清除后会产生大量不连续的碎片 【内存碎片】

基于这个缺点，进化除了 标记-整理 ，多了一步整理内存碎片。

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## 标记-复制算法 ##

它将内存分为大小相同的两块，每次使用其中的一块。

当这一块的内存使用完后，就将还存活的对象复制到另一块去，然后再把使用的空间一次清理掉。

这样就使每次的内存回收都是对内存区间的一半进行回收。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3lhbmdzaGFuZ3dlaQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

*  优点：常用于新生代，存活的对象少，复制这些存活的对象，效率高。
 *  缺点 显而易见： 浪费空间

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## 标记-整理算法 ##

根据老年代的特点演化出一种标记算法， 标记过程同“标记-清除” 。

移动所有存活的对象，且按照内存地址次序依次排列，然后将末端内存地址以后的内存全部回收。因此，第二阶段才称为整理阶段。

![这里写图片描述][70]

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# 垃圾收集器 #

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3lhbmdzaGFuZ3dlaQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]

为什么会有这么多GC 回收器？

因为目前没有任何一款是十分完美的，我们需要做的就是充分了解这些GC Collector 根据业务特点选择合适的GC Collector 。

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## Serial收集器 ##

两个收集器 。一个 新生代Serial ， 一个 老年代 Serial Old .

新生代采用复制算法，老年代采用标记-整理算法。

JVM参数

-XX:+UseSerialGC (新生代)  -XX:+UseSerialOldGC (老年代)

Serial（串行）收集器是最基本、历史最悠久的垃圾收集器 。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3lhbmdzaGFuZ3dlaQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]

字面意思:

1.  单线程GC
2.  GC的时候STW
3.  新生代 Serial , 复制算法
4.  老年代Serial Old , 标记整理算法

**Serial Old收集器**是Serial收集器的老年代版本，也是一个单线程收集器。

它主要有两大用途：

*  一种用途是在JDK1.5以及以前的版本中与Parallel Scavenge收集器搭配使用，
 *  **另一种用途是作为CMS收集器的后备方案**。

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## Parallel Scavenge收集器 【JDK8默认】 ##

Serial收集器的多线程版本

JVM参数

-XX:+UseParallelGC(年轻代),-XX:+UseParallelOldGC(老年代)

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3lhbmdzaGFuZ3dlaQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]

默认的收集线程数跟cpu核数相同，当然也可以用参数(`-XX:ParallelGCThreads`)指定收集线程数，但是一般不推荐修改。

Parallel Scavenge收集器关注点是吞吐量（高效率的利用CPU）

CMS等垃圾收集器的关注点更多的是用户线程的停顿时间（提高用户体验）

新生代采用复制算法，老年代采用标记-整理算法。

Parallel Old收集器是Parallel Scavenge收集器的老年代版本。使用多线程和“标记-整理”算法。

在注重吞吐量以及CPU资源的场合，都可以优先考虑 Parallel Scavenge收集器和Parallel Old收集器(**JDK8默认的新生代和老年代收集器**)。

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## ParNew收集器 ##

What ? ParNew ? 不是有个Parallel 吗？ 又出来这个主要是因为Parallel 不能和CMS搭配使用，所以官方又弄出个这么个玩意儿。

JVM参数

-XX:+UseParNewGC

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3lhbmdzaGFuZ3dlaQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]

ParNew收集器其实跟Parallel收集器很类似，**区别主要在于它可以和CMS收集器配合使用。**

新生代采用复制算法，老年代采用标记-整理算法。

互联网公司 小内存的机器 主流的GC组合 就是 ParNew + CMS .

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## CMS 【重点掌握】 ##

JVM参数

-XX:+UseConcMarkSweepGC(老年代)

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3lhbmdzaGFuZ3dlaQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 8]

详细的四个步骤、CMS存在的问题以及三色标记我们下篇博文继续展开

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[JVM-04_Garbage Collection]: https://blog.csdn.net/yangshangwei/article/details/81267756
[JVM-05_Garbage Collection]: https://blog.csdn.net/yangshangwei/article/details/81271969
[JVM-06_Garbage Collection]: https://blog.csdn.net/yangshangwei/article/details/81273172
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3lhbmdzaGFuZ3dlaQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200629221604292.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3lhbmdzaGFuZ3dlaQ==,size_16,color_FFFFFF,t_70
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[70]: https://img-blog.csdn.net/20180729171526874?watermark/2/text/aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3lhbmdzaGFuZ3dlaQ==/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70
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