JVM学习笔记——常见的垃圾收集器

我不是女神ヾ 2023-06-20 13:59 20阅读 0赞

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上图为虚拟机包含的所有垃圾收集器。

##### Serial收集器，复制算法 #####

Serial收集器是最古老、最稳定的垃圾收集器。这个收集器是一个单线程的收集器，它会只是用一个CPU或一个线程去完成垃圾收集工作，在垃圾回收期间，会暂停其他所有的工作线程，直到垃圾回收完成。  
![在这里插入图片描述][20200709224742126.png]  
`这款收集器的缺点很明显，在垃圾回收期间会发生STW(Stop The World)，也就是说在垃圾回收期间会停掉其他所有的工作线程，这一点就会造成系统停顿，也是很难让用户接受的`。

虽然`Serial收集器`在垃圾回收过程成功会暂停其他说有的工作线程，但是`Serial收集器`的效率很高，尤其是对于限定单个CPU的环境来说，没有线程的开销，其实可以变得更加高效。`Serial收集器`是虚拟机在Client模式下的默认收集器。

##### ParNew收集器，复制算法 #####

其实`ParNew收集器`就是`Serial收集器`的多线程版本，除了使用多个线程进行垃圾回收之外，其余的和`Serial收集器`保持一致。  
![在这里插入图片描述][2020070922524982.png]  
`ParNew收集器`默认开启和CPU数目相同的线程数，可以通过`-XX:ParallelGCThreads`参数来限制线程数量。虽然`ParNew收集器`和`Serial收集器`几乎完全一样，但是`ParNew收集器`是很多Java虚拟机在Server模式下新生代的默认垃圾收集器。

##### Parallel Scavenge收集器，多线程复制算法 #####

`Parallel Scavenge收集器`也是一个新生代垃圾收集器，同样使用复制算法，也是一个多线程的垃圾收集器。`Parallel Scavenge收集器`重点关注吞吐量，高吞吐量可以高效的利用CPU，尽快的完成程序的运算任务，主要适合在后台运算而不需要太多交互的任务。

> tips：吞吐量 = 运行业务代码时间 / (运行业务代码时间 +  
> 垃圾收集时间)。比如虚拟机总共运行了100分钟，其中垃圾收集用了1分钟，那么吞吐量就是99%。

`Parallel Scavenge收集器`提供了两个参数精确控制吞吐量：

*  `-XX:MaxGCPauseMillis`：控制最大垃圾停顿时间，是一个大于0的毫秒数
 *  `-XX:GCTimeRatio`：设置吞吐量的大小，是一个大于0且小于100的整数

`Parallel Scavenge收集器`还提供了一个参数`-XX:UseAdaptiveSizePolicy`。开启之后，就不需要手动设置新生代大小、晋升老年代等细节参数了，虚拟机会根据当前系统的运行情况收集性能监控信息，`自动调节`合适的停顿时间或者最大的吞吐量。自适应调节机制是`ParallelScavenge收集器`与`ParNew收集器`的一个重要区别。

##### Serial Old收集器 #####

单线程，Serial的老年代版本，采用`标记-整理` 算法

##### Parallel Old收集器 #####

多线程，Parallel Scavenge的老年代版本，采用`标记-整理` 算法，关注吞吐量

##### CMS收集器 #####

`CMS收集器`是一种以获取最短回收停顿（STW）时间为目标的收集器。目前很大一部分的Java应用集中在`B/S`的架构上，这类应用尤其重视服务的响应速度，希望最短的停顿时间，从而给用户带来最好的体验。

`CMS收集器`是基于`标记-清除算法`实现的，包含4个步骤

*  标记初始

标记GC Roots能直接关联到的对象，速度很快，但是仍然需要STW。

*  并发标记

进行GC Roots Tracing的过程，整个过程耗时很长。

*  重新标记

为了修正并发标记阶段因为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，这个过程也会发生STW，但是一般会比初始标记阶段稍长一点，但是会比并发标记的时间短。

*  并发清除

垃圾回收过程和用户线程是一起并发执行的。![20200710110138833.png][]  
当然CMS也是存在缺点的：

*  比较依赖CPU
 *  无法处理浮动垃圾。由于CMS并发清理阶段用户线程还在运行，所以可能在清理之后产生新的垃圾，这些新产生的垃圾就没法回收掉它们，只好留在下一次GC时再次标记清除掉
 *  由于是基于`标记-清除`算法实现，所以会产生垃圾碎片

##### 其它： #####

*  G1：同时负责新生代和老年代，是目前一段时间主流的垃圾收集器（JDK 9 到 11 的默认垃圾收集器），会在后面章节详细讲解。
 *  ZGC：在大堆下也可以控制STW时间极短（几毫秒内），在JDK 11 为实验阶段。

##### Java 各版本模式默认是用的什么垃圾收集器？ #####

*  在JDK7，默认是Parallel Scavenge + Serial Old。
 *  在JDK 8 及JDK 7u4之后的版本，默认是Parallel Scavenge + Parallel Old。
 *  在JDK 9 到JDK 11，默认是G1

##### 垃圾收集器参数总结 #####

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##### 备注 #####

Serial：串行。  
Parallel：并行，指多条垃圾收集器并行工作，但此时用户线程依然处于等待状态。  
Concurrent：并发，指用户线程和垃圾回收线程同时执行。

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