jvm优化之 CMS vs G1垃圾回收器

jvm优化之 CMS vs G1垃圾回收器

 1.【CMS垃圾回收器】

（1）CMS垃圾回收器(CMS, Concurrent Mark Sweep)并行标记清理垃圾回收器，是一种多并发低停顿的垃圾收集器，回收老年代内存。垃圾收集线程与工作线程并发执行，不对内存复制或也不压缩存活的对象。如果产生内存碎片问题，会通过FULL GC 方式进行垃圾回收。

（2）缺陷：随着服务存活的时间越长，JVM中CMS的堆碎片化问题就越严重；增加老年代容量只能延迟整体的清理时间，但是并不是杜绝碎片化问题和promotion failed；

（3）CMS碎片化：CMS不是采用复制算法的垃圾收集器，这就意味着在扫描和清理阶段，只能在它的free-list中更新对象，但是不会压缩存活的对象，这就会在内存中产生一个一个的“洞”（碎片）

（4）增大内存（当前的Xmx为4GB，我们尝试将其调大到5GB，甚至10GB）并不能解决办法，它只是拖延了长时间停顿的问题，并且我们看到了更长的GC停顿。

 2.【G1垃圾回收器】

（1）G1垃圾回收器是主要针对多处理器以及大内存的机器，以极高的概率满足预测GC停顿时间要求的同时，还具备高吞吐量性能特征。是基于标记整理的垃圾回收器。

（2）通过从CMS切换到G1，并且大大减少了JVM碎片化问题（G1也不能完全避免），并且几乎没有观察到延迟毛刺。

（3）这次调优已经证明，G1很大的缓解了性能问题，最大化吞吐量的同时，也最小化了延迟。

 

 3.【G1相比CMS有更清晰的优势】

G1相比CMS有更清晰的优势：

1. CMS没有采用复制算法，所以它不能压缩，最终导致内存碎片化问题。而G1采用了复制算法，它通过把对象从若干个Region拷贝到新的Region过程中，执行了压缩处理。

2. 在G1中，堆是由Region组成的，因此碎片化问题比CMS肯定要少的多。而且，当碎片化出现的时候，它只影响特定的Region，而不是影响整个堆中的老年代。

3. 而且CMS必须扫描整个堆来确认存活对象，所以，长时间停顿是非常常见的。而G1的停顿时间取决于收集的Region集合数量，而不是整个堆的大小，所以相比起CMS，长时间停顿要少很多，可控很多。

【参考文献】：1. LinkedIn 从CMS到G1的调优实战，实现毫秒级响应

                          2. Java两种垃圾回收器G1与CMS

                          3.CMS和G1的对比分析

【CMS两次标记执行STW原因】：

（1）垃圾回收首先是要经过标记的

（2）垃圾回收并不会阻塞我们程序的线程，他是与当前程序并发执行的。

（3）当GC线程标记好了一个对象的时候，此时我们程序的线程又将该对象重新加入了“关系网”中，当执行二次标记的时候，该对象也没有重写finalize()方法，因此回收的时候就会回收这个不该回收的对象。 

（4）虚拟机的解决方法就是在一些特定指令位置设置一些“安全点”，当程序运行到这些“安全点”的时候就会暂停所有当前运行的线程（Stop The World 所以叫STW），暂停后再找到“GC Roots”进行关系的组建，进而执行标记和清除。 
  这些特定的指令位置主要在：

1、循环的末尾
2、方法临返回前 / 调用方法的call指令后
3、可能抛异常的位置

【参考文献】：CMS垃圾回收机制

【CMS的JVM调优】：参考文献： CMS垃圾回收器详解

 （1）JVM参数发现-XX:CMSScheduleRemarkEdenPenetration的意思是当新生代存活对象占EdenSpace的比例超过多少时，终止preclean阶段并进入remark阶段。这个参数的默认值是50%

（2）希望的是在preclean阶段产生一次MinorGC，所以将preclean的最大时长调整为30秒：-XX:CMSMaxAbortablePrecleanTime=30000。

（3）出现FULLGC，考虑如果能够缩短CMSGC的周期，保证在出现promotion failed之前就进行CMSGC，就可以避免这个问题了。所以考虑将新生代空间缩小（相对来说就增加了老生代的空间），并且将CMSGC触发比率降低，同时保证Survivor空间不变。所以优化参数改动如下

-Xmn7800m -> -Xmn7020m
-XX:SurvivorRatio=8 –> -XX:SurvivorRatio=7
-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=80 -> -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=70 

（4）持久带满造成fullGC

加大持久带，并让持久带也使用CMSGC方式回收 

-XX:PermSize=64m  ->  -XX:PermSize=200m
-XX:MaxPermSize=128m -> -XX:MaxPermSize=200m 
-XX:+CMSClassUnloadingEnabled