JVM收集器种类和GC参数

一、GC收集器的种类

1. 串行收集器（最古老，最稳定）

1. 效率高
2. 可能产生较长时间的停顿
3. 使用方法：-XX:+UseSerialGC
   1. 新生代和老年代使用串行回收器
   2. 新生代复制算法
   3. 老年代使用标记压缩算法

[GC (Allocation Failure) [DefNew: 494K->28K(1856K), 0.0007607 secs][Tenured: 2460K->2088K(4096K), 0.0185495 secs] 2891K->2088K(5952K), [Metaspace: 8175K->8175K(1056768K)], 0.0199235 secs] [Times: user=0.02 sys=0.00, real=0.02 secs] 

[Full GC (Allocation Failure) [Tenured: 2088K->1865K(13696K), 0.0050507 secs] 2088K->1865K(15616K), [Metaspace: 8175K->8175K(1056768K)], 0.0051147 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

2. 并行收集器

1. ParNew收集器
   1. -XX:+UseParNewGC
   2. 新生代并行,老年代串行

2. Serial收集器新生代的并行版本
3. 采用复制算法
4. 多线程，需要多核支持
5. -XX:ParallelGCThreads 限制线程数量,最好与电脑的核数相等

[GC (Allocation Failure) [ParNew: 534K->80K(1856K), 0.0005378 secs][Tenured: 2991K->2404K(4096K), 0.0255715 secs] 3445K->2404K(5952K), [Metaspace: 8167K->8167K(1056768K)], 0.0264774 secs] [Times: user=0.02 sys=0.00, real=0.03 secs] 

[Full GC (Allocation Failure) [Tenured: 2404K->2104K(13696K), 0.0092037 secs] 2404K->2104K(15616K), [Metaspace: 8167K->8167K(1056768K)], 0.0092783 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 

Parallel收集器

1. 类似ParNew
2. 新生代复制算法,老年代 标记-压缩
3. 更加关注吞吐量
4. -XX:+UseParallelGC 使用Parallel收集器+ 老年代串行
5. -XX:+UseParallelOldGC使用Parallel收集器+ 并行老年代

[GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 384K->0K(5120K)] 3243K->2954K(18944K), 0.0005837 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 

[Full GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 0K->0K(5120K)] [ParOldGen: 2954K->2015K(4096K)] 2954K->2015K(9216K), [Metaspace: 8165K->8165K(1056768K)], 0.0346569 secs] [Times: user=0.19 sys=0.00, real=0.03 secs] 

6. -XX:MaxGCPauseMills
   1. 最大停顿时间，单位毫秒
   2. GC尽力保回收时间不超过设定值
7. -XX:GCTimeRatio
   1. 0-100的取值范围
   2. 垃圾收集时间占总时间的比
   3. 默认99，即最大允许1%时间做GC
8. 补充说明：这两个参数是矛盾的。因为停顿时间和吞吐量不可能同时调优，必须按实际情况进行取舍

3. CMS收集器(Concurrent Mark Sweep 并发标记清除)

1. 与用户线程一起执行
2. -XX:+UseConcMarkSweepGC使用并发标记清除收集器

3. 如上图所示，CMS运行过程比较复杂，着重实现了标记的过程，可分为
1. 初始标记
1. 根可以直接关联到的对象
2. 速度快
2. 并发标记（和用户线程一起）
1. 主要标记过程，标记全部对象
3. 重新标记
1. 由于并发标记时，用户线程依然运行，因此在正式清理前，再做修正
4. 并发清除（和用户线程一起）
1. 基于标记结果，直接清理对象

[GC (CMS Initial Mark) [1 CMS-initial-mark: 2125K(4096K)] 2362K(5952K), 0.0013094 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
[CMS-concurrent-mark-start]
[CMS-concurrent-mark: 0.002/0.002 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
[CMS-concurrent-preclean-start]
[CMS-concurrent-preclean: 0.001/0.001 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
[GC (CMS Final Remark) [YG occupancy: 517 K (1856 K)][Rescan (parallel) , 0.0007277 secs][weak refs processing, 0.0000171 secs][class unloading, 0.0006060 secs][scrub symbol table, 0.0005643 secs][scrub string table, 0.0001149 secs][1 CMS-remark: 2125K(4096K)] 2643K(5952K), 0.0020999 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
[CMS-concurrent-sweep-start]
[CMS-concurrent-sweep: 0.001/0.001 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
[CMS-concurrent-reset-start]
[CMS-concurrent-reset: 0.000/0.000 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 

4. 特点
   1. 尽可能降低停顿
   2. 会影响系统整体吞吐量和性能,比如，在用户线程运行过程中，分一半CPU去做GC，系统性能在GC阶段，反应速度就下降一半
   3. 清理不彻底,因为在清理阶段，用户线程还在运行，会产生新的垃圾，无法清理
   4. 因为和用户线程一起运行，不能在空间快满时再清理
      1. -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction设置触发GC的阈值
      2. 如果不幸内存预留空间不够，就会引起concurrent mode failure
   5. 使用串行收集器作为后备
   6. -XX:+ UseCMSCompactAtFullCollectionFull GC后，进行一次整,整理过程是独占的，会引起停顿时间变长
   7. -XX:+CMSFullGCsBeforeCompaction 设置进行几次Full GC后，进行一次碎片整理
   8. -XX:ParallelCMSThreads设定CMS的线程数量,线程不是越多越快，需要按需设计，最好和电脑的核数一致

二、参数汇总

-XX:+UseSerialGC：在新生代和老年代使用串行收集器
-XX:SurvivorRatio：设置eden区大小和survivior区大小的比例
-XX:NewRatio:新生代和老年代的比
-XX:+UseParNewGC：在新生代使用并行收集器
-XX:+UseParallelGC ：新生代使用并行回收收集器
-XX:+UseParallelOldGC：老年代使用并行回收收集器
-XX:ParallelGCThreads：设置用于垃圾回收的线程数
-XX:+UseConcMarkSweepGC：新生代使用并行收集器，老年代使用CMS+串行收集器
-XX:ParallelCMSThreads：设定CMS的线程数量
-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction：设置CMS收集器在老年代空间被使用多少后触发
-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection：设置CMS收集器在完成垃圾收集后是否要进行一次内存碎片的整理
-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction：设定进行多少次CMS垃圾回收后，进行一次内存压缩
-XX:+CMSClassUnloadingEnabled：允许对类元数据进行回收
-XX:CMSInitiatingPermOccupancyFraction：当永久区占用率达到这一百分比时，启动CMS回收
-XX:UseCMSInitiatingOccupancyOnly：表示只在到达阀值的时候，才进行CMS回收

三、调优思路

为减轻GC压力，我们需要注意些什么？

1. 软件架构设计

2. 代码编写

3. 堆空间合理分配

4. JDK的选择（升级JDK可能会带来额外的性能提升）

四、总结

1. 性能的根本在应用
2. GC参数属于微调
3. 设置不合理，会影响性能，产生大的延时