JVM垃圾回收器

上篇我们知道垃圾回收机制，接下来，我们具体到垃圾回收器，看看JVM到底有哪些垃圾回收器。

一.GC性能指标

不可能三角

• 吞吐量：运行用户代码的时间占总运行时间的比例
• 暂停时间：进行GC时，用户线程被暂停的时间(STW)
• 内存占用：JAVA堆所占内存的大小，这一点随着硬件的发展，越来越容易实现

主要矛盾：你要暂停时间短，你就需要频繁GC。但是多次GC，会导致吞吐量低。现在标准：在保证最大吞吐量的前提下，降低暂停的时间

二.七款垃圾回收器

• 串行回收器：Serial，Serial Old
• 并行回收器：ParNew，Parallel Scavenge，Parallel Old
• 并发回收器：CMS，G1

接下来看它们几个的关系图：

 说明：

• 红色虚线：jdk8废弃它们2组的组合
• 绿色虚线：jdk14弃用Parallel Scavenge和Serial Old组合
• 青色虚线：jdk14删除CMS回收器

接下来我们分别进行讨论

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Serial/Serial Old

• 最基本，最历史悠久的回收器
• 串行回收器，Serial使用在新生代，Serial Old使用在老年代。 新生代采用复制算法，老年代使用标记压缩算法。
• 这种回收器只有在限定单核cpu才使用，现在已经很少使用了

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ParNew

• 并行回收器，多核情况下比Serial的要高，单核下没有Serial高。
• 用在新生代，采用复制算法。老年代使用Serial Old

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Parallel/Parallel Old

• 吞吐量优先，java8默认的垃圾收集器
• Parallel采用复制算法，Parallel Old采用标记压缩算法
• Parallel与ParNew不同的是，Parallel目的为了达到一个可控的吞吐量，具有自适应调解策略
  • -XX:+UseAdaptiveSizePolicy: 开启自适应调节策略，年轻代的大小，eden，s的比例,，晋升老年代等参数会自动调节。在手动调优比较困难的情况下,可以开启这种模式
    
• 适用于后台运算而不需要太多交互的任务。比如批量处理,订单处理,工资支付,科学计算等

 三.CMS回收器

• CMS (Concurrent-Mark-Sweep)
• 低延迟(低暂停时间)，第一款并发回收器，但不代表没有STW

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CMS的回收过程：CMS回收器的过程要比其他的都复杂,主要分为四个阶段:

• 初始标记：只标记GC Roots直接关联的对象。产生STW
• 并发标记：从GC Roots直接关联的对象开始，向下遍历对象图。不产生STW
• 重新标记：为了修正在并发标记期间，用户线程产生的新的对象。产生STW
• 并发清除：标记-清除。不产生STW

总结：在初始标记和重新标记阶段都会暂停用户线程，产生STW，但是STW的时间很短。 其他阶段都是并发进行，不产生STW。所以CMS虽然是并发垃圾回收器，但是整体上还是会产生 STW，只是说STW的时间较短。因为最费时的并发标记与清除标记都不需要暂停工作，所以整体 上的低暂停时间的

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CMS的缺点：

• 采用标记-清除算法会产生内存碎片
• 对CPU资源敏感，CPU数量少会导致用户程序执行速度降低较多。
• 产生浮动垃圾，浮动垃圾就是在并发标记阶段产生的新垃圾。虽然重新标记可以标记一些新产生的垃圾，但是对于GC Roots直接引用的对象(比如new)，没有办法进行标记。

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那为什么不适应标记-压缩算法?

• 因为在并发清除的时候,用户线程没有暂停。如果使用标记整理算法,就需要移动用户线程在内存中的位置。要保证用户线程正常使用，前提是它运行的资源不受影响， 所以必须在STW情况下，才可以进行整理。     

总结：关于内存碎片虽然也可以设置整理算法解决，但是效果不好。垃圾回收过程中，必须暂停用户线程的时间。 而现在CMS要进行并发，那么就导致垃圾回收过程中，用户线程还在制造新的垃圾的现象。 所以CMS后来被移除掉了，就是因为它为了达到低延迟，牺牲了太多东西，也造成了太多的问题。 jdk9.0被移除，但是还可以用。会报错 。jdk14.0就彻底的被清除了。

四.G1垃圾回收器

• 分区回收器，并行与并发，同时还是分代收集(兼顾老年代和年轻代)。
• 将内存分为不同的区域(Region)，在可控制的延迟时间下(让垃圾回收控制在一个时间段内)，优先回收垃圾量最大的区域。 在延迟可控的情况下，尽可能获得高吞吐量。(想着把吞吐量和暂停时间都尽可能的兼顾)
• 主要是依靠的特色为：分区的原因，回收的范围小。 而且G1会把这些region放在一个优先列表中，每次垃圾回收，会在指定的时间内，收集最有价值的region区域。 达到高效的收集。
• Region之间是复制算法，整体上可以看作是标记压缩算法。

 

 

寄语：坚持也是一种超能力