GC浅谈（三）

人生并不像火车要通过每个站似的经过每一个生活阶段。人生总是直向前行走，从不留下什么。 —— 刘易斯

GC日志理解

每一种收集器的日志格式都可以不一样的。 以下是两段典型的GC日志：

0.173: [GC 0.173: [DefNew: 1353K->582K(19008K), 0.0015600 secs]0.175: [Tenured: 0K->581K(42368K), 0.0027216 secs] 1353K->581K(61376K), [Metaspace: 2551K->2551K(1056768K)], 0.0043860 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
0.275: [Full GC (System.gc()) 0.275: [Tenured: 205381K->205382K(247172K), 0.0035190 secs] 205722K->205382K(266308K), [Metaspace: 2551K->2551K(1056768K)], 0.0041874 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]

最前面的数字"0.173"和"0.275"代表了GC发生的时间，这个数字的含义是从JVM启动以来经过的秒数。
  GC日志开头的“[GC”和“[Full GC”说明了这次垃圾收集的停顿类型。如果有Full，说明这次GC是发生了Stop the world的。如果是调用System.gc(),则是显示“[Full GC (System.gc())”。
  “[DefNew”、“[Tenured”、“Perm”(JDK1.7及以下)、“[Metaspace”(jdk1.8)表示发生GC的区域。上面示例中使用的Serial收集器中的新生代名为“Default New Generation”，所以显示“[DefNew”。如果是ParNew收集器，新生代名称就会变为“ParNew”，意为“Parallel New Genaration”。如果采用Parallel Scavenge收集器，那新生代名称就会变为“PSYoungGen”。老年代和永久代同理。
  “1353K->582K(19008K)”表示“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)”，方括号外部的“1353K->581K(61376K)”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)”。
  “0.0015600 secs”表示该内存区域GC所占用的时间，单位是秒。“[Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]”分别代表用户态消耗的CPU时间、内核态消耗的CPU时间和操作从开始到结束的墙钟时间。CPU时间和墙钟时间的区别是墙钟时间包括各种非运算的等待耗时，如等待磁盘IO、等待线程阻塞等，而CPU时间不包括这些耗时。

JVM的GC日志的主要参数

-XX:+PrintGC 输出GC日志
-XX:+PrintGCDetails 输出GC的详细日志
-XX:+PrintGCTimeStamps 输出GC的时间戳（以基准时间的形式）
-XX:+PrintGCDateStamps 输出GC的时间戳（以日期的形式，如 2013-05-04T21:53:59.234+0800）
-XX:+PrintHeapAtGC 在进行GC的前后打印出堆的信息
-Xloggc:../logs/gc.log 日志文件的输出路径

GC类型

在HotSpot中，GC分为两大种类：

• Partial GC: 不收集整个堆得GC
    Young GC: 只收集young gen的GC。
    Old GC：只收集old gen的GC。只有CMS的concurrent collection是这个模式。
    Mixed GC：收集young gen和部分old gen的GC，只有G1有这个模式。
• Full GC：收集整个堆，包括young gen、old gen、perm gen（如果存在的话）等区域。

PS: Major GC通常是跟full GC是等价的，收集整个GC堆。

GC的触发条件

• Young GC：当young gen中的eden区分配满的时候触发。
• Full GC：
    ① 当准备要触发一次young GC时，如果发现统计数据说之前young GC的平均晋升大小比目前old gen剩余的空间大，则不会执行Young GC而是转为执行Full GC（因为HotSpot VM的GC里，除了CMS的concurrent collection之外，其它能收集old gen的GC都会同时收集整个GC堆，包括young gen，所以不需要事先触发一次单独的young GC）。
    ② 如果有perm gen的话，在perm gen上分配空间且没有足够空间时，也要触发Full GC。
    ③ System.gc()，显示的调用GC，也会触发Full GC。
    ④ Old gen空间不足：当创建一个大对象、大数组时，eden 区不足以分配这么大的空间，会尝试在old gen 中分配，如果这时 old gen 空间也不足时，会触发 full gc。
    ⑤ ygc出现 promotion failure（晋升失败）：promotion failure 发生在 young gc 阶段，即 cms 的 ParNewGC，当对象的gc年龄达到阈值时，或者 eden 的 to 区放不下时，会把该对象复制到 old gen，如果 old gen 空间不足时，会发生 promotion failure，并接下去触发full gc。

finalize详解

对象object重写了finalize()方法，且还未执行过，那么object会被插入到F-Queue队列中，由一个虚拟机自动创建的、低优先级的Finalizer线程触发其finalize()方法。finalize()方法是对象逃脱死亡的最后机会，GC会对队列中的对象进行第二次标记。如果object在finalize()方法中与引用链上的任何一个对象建立联系，那么在第二次标记时，object会被移出“即将回收”集合.
  finalize只会被执行一次，下面通过例子来说明下finalize。

public class FinalizeTest {

    public static FinalizeTest object;
    byte[] _200M = new byte[200 * 1024 * 1024];

    public void isAlive() {
        System.out.println("I'm alive");
    }

    @Override
    protected void finalize() throws Throwable {
        super.finalize();
        System.out.println("method finalize is running");
        object = this; 
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        object = new FinalizeTest();

        object = null;
        System.gc();

        Thread.sleep(500);
        if (object != null) {
            object.isAlive();
        } else {
            System.out.println("I'm dead");
        }
        object = null;
        System.gc();

        Thread.sleep(500);
        if (object != null) {
            object.isAlive();
        } else {
            System.out.println("I'm dead");
        }
    }
}

执行程序后，程序输出结果：

method finalize is running
I'm alive
I'm dead

第一次GC时，因在finalize方法中，将当前对象赋值给了object，因此第一次未被回收。而第二次GC时，由于finalize方法已经执行过了，因finalize方法只会被JVM调用一次，所以第二次GC时，object被回收了。

参考资料
Major GC和Full GC的区别是什么？触发条件呢？
杂谈GC
《深入理解JAVA虚拟机》