java虚拟机垃圾回收器

java垃圾回收算法不止一种，当然垃圾回收器也不止一种，本文主要介绍HotSpot虚拟机中的垃圾收集器。

一.Serial收集器（串行回收器）

1.新生代串行垃圾回收器

定义：指的是使用单线程进行回收的回收器

特点：
A.每次回收时，串行回收器只有一个工作线程。
B.它是独占的垃圾回收（中间应用程序会停顿）。

C.实现相对简单，逻辑处理特别高效，没有线程切换的开销，使用的是复制算法。

使用：

 "-XX:+UseSerialGC"：添加该参数来显式的使用串行垃圾收集器；

2.老年代串行回收器

和新生代串行回收器基本上一样，也是一种独占的，串行回收期。特点是会比新生代回收器占用更长的时间，使用的是压缩算法。

若要使用老年代串行回收器，可以尝试使用以下参数：

 "-XX:+UseSerialGC"：新生代和老年代都使用串行回收器
 "-XX:+UseParNewGC"：新生代使用ParNew回收器，老年代使用串行回收器；
 "-XX:+UseParallelGC"：新生代使用ParallelGC回收器，老年代使用串行回收器；

二.并行回收器

3.新生代ParNew回收器

ParNew回收器是一个工作在新生代的垃圾回收器，它只是将简单的将串行回收多线程化，他的回收策略，算法，以及参数和新生代串行回收器一样。

使用场景：
在并发能力比较强的cpu上它的停顿时间要短与串行回收器，而在单cpu或者并发能力较弱的系统中，并行回收器的效果不会比串行回收器好，由于多线程的压力，它的实际表现可能比串行回收器差。  在Server模式下，ParNew收集器是一个非常重要的收集器，因为除Serial外，目前只有它能与CMS收集器配合工作；

使用：

 "-XX:+UseConcMarkSweepGC"：指定使用CMS后，会默认使用ParNew作为新生代收集器；
 "-XX:+UseParNewGC"：强制指定使用ParNew；    
 "-XX:ParallelGCThreads"：指定垃圾收集的线程数量，ParNew默认开启的收集线程与CPU的数量相同；

4.新生代ParallelGC回收器

新生代的ParallelGC回收器表面上和ParNew回收器一样都是多线程，独占式的。它有一个很重要的特点就是，很关注吞吐量。

两个重要的调整参数

（A）、"-XX:MaxGCPauseMillis"
      控制最大垃圾收集停顿时间，大于0的毫秒数；
      MaxGCPauseMillis设置得稍小，停顿时间可能会缩短，但也可能会使得吞吐量下降；
      因为可能导致垃圾收集发生得更频繁；
（B）、"-XX:GCTimeRatio"
      设置垃圾收集时间占总时间的比率，0       GCTimeRatio相当于设置吞吐量大小；
      垃圾收集执行时间占应用程序执行时间的比例的计算方法是：
      1 / (1 + n)
      例如，选项-XX:GCTimeRatio=19，设置了垃圾收集时间占总时间的5%--1/(1+19)；
      默认值是1%--1/(1+99)，即n=99；
垃圾收集所花费的时间是年轻一代和老年代收集的总时间；
如果没有满足吞吐量目标，则增加代的内存大小以尽量增加用户程序运行的时间；

5、Parallel Old收集器

Parallel Old垃圾收集器是Parallel Scavenge收集器的老年代版本；

特点：

   针对老年代；采用"标记-整理"算法；多线程收集；

使用：

 "-XX:+UseParallelOldGC"：指定使用Parallel Old收集器；

6.CMS

CMS：并发标记清理（Concurrent Mark Sweep），也称为并发低停顿收集器，CMS回收器主要关注于

系统停顿时间。使用标记清除算法，同时它又是一个使用多线程并行回收的垃圾回收器。

STW:表示Stop-the-world

橘色表示独占式的进程，其他过程和用户程序一起进行的。。。

特点：

    基于"标记-清除"算法(不进行压缩操作，产生内存碎片)；以获取最短回收停顿时间为目标；并发收集、低停顿；

CMS的三个缺点

（A）、对CPU资源非常敏感

CMS是多线程的，设置合理的工作线程数量对系统的性能有很重要的影响

CMS默认启动的并发线程数是（ParallelGCThreads+3）/4,ParallelGCThreads表示GC并行时使用的
线程数量。如果新生代使用ParNew（经常配合使用），那么ParallalGcThreads也就是新生代GC的线程数量。
并发线程数量可以通过-XX：ConcGCThreads或者-XX:ParallelCMSThreads手工设定，设置这个参数时
要小心，当CPU资源比较紧张的时候，受到CMS回收器线程的影响，应用程序的性能在垃圾回收阶段可能
会非常糟糕。

（B）、浮动垃圾

 在并发清除时，用户线程新产生的垃圾，称为浮动垃圾；

CMS回收器不是独占式的，垃圾是不断产生的，CMS回收器不会等待堆满时才回收，当达到某个阀值 时就进行回收，
 这个值通过"-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction"设定

一般为68，表示当老年代空间使用率达到  68%时，就会执行一次CMS回收。

注意：如果内存增长缓慢，则可以设置一个稍大的值，大的阀值可以有效降低CMS的触发频率，减少老年代回收次数
可以明显改善应用程序的性能，反之，如果应用程序内存使用率增长很快，则应该降低这个阀值，以避免频繁
触发老年代串行收集器。

（C）、内存碎片

  CMS基于标记清除算法实现，在垃圾回收时会产生大量的碎片，在即使堆内存中有较大的空间，而分配大的内存空间时
  无法找到足够的连续内存，从而需要提前触发另一次Full GC动作。这样对系统的性能不利。

"-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection"开关可以使CMS在垃圾收集完成之后，进行一次内存碎片整理，内存碎片的整理不是并发进行的。

"-XX:+CMSFullGCsBeforeCompaction"参数用于多少次CMS之后，进行一次内存压缩。

7.G1垃圾回收器

G1(GarbageFirst)垃圾收集器是当今垃圾回收技术最前沿的成果之一，同优秀的CMS垃圾回收器一样，G1也是关注最小时延的垃圾回收器，也同样适合大尺寸堆内存的垃圾收集，官方也推荐使用G1来代替选择CMS。G1最大的特点是引入分区的思路，弱化了分代的概念，合理利用垃圾收集各个周期的资源，解决了其他收集器甚至CMS的众多缺陷。在JDK1.7之后引入。

G1使用了全新的算法，特点如下：
并行性：G1在回收期间，可以由多个线程同时工作，有效利用多核的计算能力。
并发性：G1拥有与应用程序交替执行的能力，部分工作可以和应用程序同时执行，因此一般来说
不会再整个回收期间完全阻塞应用程序。
分代GC：G1依然是一个分代收集器，但是和之前回收器不同，它同时兼顾年轻代和老年代。对比其他收集器只在年轻代或者老年代有很大不同。
空间整理：G1在回收过程中，会进行适当的对象移动，不像CMS只是简单地标记清理对象
在若干次GC后，CMS必须进行一次碎片的整理。而G1不同，它每次回收都会有效地复制对象，减少
空间碎片。
可预见性：由于分区的原因，G1可以只选取部分区域进行内存回收，这样输下了回收的范围，
因此对于全局停顿也能得到较好的控制。

 

设置相关的参数：

3、设置参数
 "-XX:+UseG1GC"：指定使用G1收集器；    

"-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent"：当整个Java堆的占用率达到参数值时，开始并发标记阶段；默认为45；
 "-XX:MaxGCPauseMillis"：为G1设置暂停时间目标，默认值为200毫秒；    

"-XX:G1HeapRegionSize"：设置每个Region大小，范围1MB到32MB；目标是在最小Java堆时可以拥有约2048个Region；
 

【参考资料】

《深入理解Java虚拟机：JVM高级特性与最佳实践》

《实战java虚拟机》

这是结尾。。。