JVM——（15）垃圾回收器详细篇
文章目录
- 往期文章
-
-
- 前言
- 一、GC的分类和性能指标
-
-
-
- 垃圾回收器概述
- Java不同版本新特性
- 垃圾回收器分类
-
- 评估 GC 的性能指标
-
-
- 吞吐量：
- 垃圾收集开销：
- 暂停时间：
- 收集频率：
- 内存占用：
- 快速：
-
- 评估 GC 的性能指标：吞吐量
- 评估 GC 的性能指标：暂停时间
- 评估 GC 的性能指标：吞吐量 VS 暂停时间
-
- 二、不同的垃圾回收器的概述
-
- 7款经典回收器与垃圾分代之间的关系
- 垃圾收集器的组合关系
-
-
- JDK8前（不包含JDK8）
- 在JDK 8 的时候
- 在JDK 14 的时候
-
- 查看默认的垃圾回收器
- 三、Serial回收器：串行回收
-
- Serial 回收器的优势
-
-
- 简单而高效（与其他收集器的单线程比）:
-
- 四、ParNew回收器：并行回收
- 五、Paralle回收器：吞吐量优先
-
-
-
- 那么Parallel收集器的出现是否多此一举？
-
- Parallel 的回收器参数设置
-
- 六、CMS回收器：低延迟
-
- CMS 工作原理（过程）
-
-
- 初始标记（Initial-Mark）阶段：
- 并发标记（Concurrent-Mark）阶段：
- 重新标记（Remark）阶段：
- 并发清除（Concurrent-Sweep）阶段：
- 那么为什么 CMS 不采用标记-压缩算法呢？
-
- CMS 的优点 与 弊端
-
-
- 优点：
- 弊端：
-
- CMS 参数配置
-
-
- `-XX:+UseConcMarkSweepGC：`
- `-XX:CMSInitiatingOccupanyFraction：`
- `-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection：`
- `-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction：`
- `-XX:ParallelCMSThreads：`
- 那么Serial GC、Parallel GC、Concurrent Mark Sweep GC这三个GC有什么不同呢？
-
- JDK 后续版本中 CMS 的变化
-
-
- JDK9新特性：CMS被标记为Deprecate了（JEP291）
- JDK14新特性：删除CMS垃圾回收器（JEP363）移除了CMS垃圾收集器
-
- 七、G1回收器：区域化分代式
-
- 为什么名字叫Garbage First(G1)呢？
- G1的区域分代化
- G1垃圾回收器的特点（优势）
-
-
- 并行与并发兼备
- 分代收集
- 空间整合
- 可预测的停顿时间模型（即：软实时soft real-time）
-
- G1 回收器的缺点
- 常见 G1 参数设置
-
-
- -XX:+UseG1GC：
- -XX:G1HeapRegionSize：
- -XX:MaxGCPauseMillis：
- -XX:+ParallelGCThread：
- -XX:ConcGCThreads：
- -XX:InitiatingHeapOccupancyPercent：
-
- G1 收集器的常见操作步骤
- G1 的适用场景
- 分区 Region：化整为零
-
-
- 那么为什么要设置H区域呢？
- Regio的细节
-
- G1 垃圾回收流程
-
-
- 有可能出现第四个环节：
-
- G1 垃圾回收器器回收流程
- G1 垃圾回收器器回收流程：Remembered Set（记忆集）
- G1回收过程一：年轻代 GC
-
-
- 第一阶段：扫描根
- 第二阶段：更新RSet
- 第三阶段：处理RSet
- 第四阶段：复制对象
- 第五阶段：处理引用
-
- G1回收过程二：并发标记过程
-
-
- 第一阶段：初始标记阶段
- 第二阶段：根区域扫描（Root Region Scanning）
- 第三阶段：并发标记（Concurrent Marking）
- 第四阶段：再次标记（Remark）
- 第五阶段：独占清理（cleanup，STW）
- 第六阶段：并发清理阶段
-
- G1回收过程三：混合回收过程
- G1 回收可选的过程四：Full GC
- G1补充
- G1 回收器的优化建议
-
-
- 年轻代大小：
- 暂停时间目标不要太过严苛:
-
- 八、垃圾回收器总结
-
- 7 种垃圾回收器的比较
- 怎么选择垃圾回收器
- 九、GC日志分析
-
- 常用参数配置
- GC 日志补充说明
-
-
- 数据参数的示例说明：
-
- 针对于Young GC、Full GC 的说明示意图
- 十、常用日志分析工具
-
-
-
- GCeasy （网址：gceasy.io）
- GCViewer
-
-
- 参考资料
-
往期文章
JVM——（1）为什么学习虚拟机
JVM——（2）聊聊JVM虚拟机
JVM——（3）类加载子系统
JVM——（4）运行时数据区的概述与程序计数器（PC寄存器）
JVM——（5）运行时数据区的虚拟机栈
JVM——（6）运行时数据区的本地方法栈
JVM——（7）运行时数据区的堆空间
JVM——（8）运行时数据区的方法区
JVM——（9）对象的实例化与访问定位
JVM——（10）执行引擎
JVM——（11）String Table（字符串常量池）
JVM——（12）垃圾回收概述
JVM——（13）垃圾回收相关算法
JVM——（14）垃圾回收相关概念的概述
JVM——（15）垃圾回收器详细篇
JVM——（16）Class文件结构一（描述介绍）
JVM——（17）Class文件结构二（解读字节码）
JVM——（18）Class文件结构三（JAVAP指令）
JVM——（19）字节码指令集与解析一（局部变量压栈、常量变量压栈、出栈局部变量表指令）
JVM——（20）字节码指令集与解析二（算数指令）
JVM——（21）字节码指令集与解析三（类型转换指令）
JVM——（22）字节码指令集与解析四（对象创建与访问指令）
JVM——（23）字节码指令集与解析五（方法调用指令与方法返回指令）
JVM——（24）字节码指令集与解析六（操作数栈管理指令）
前言
上篇文章对垃圾回收器进行了概述讲解，那么本篇开始将具体了解垃圾回收器
一、GC的分类和性能指标
垃圾回收器概述
我们说垃圾收集器没有在规范中进行过多的规定，可以由不同的厂商、不同版本的JVM来实现
由于JDK的版本处于高速迭代过程中，因此Java发展至今已经衍生了众多的GC版本
我们从不同角度分析垃圾收集器，可以将GC分为不同的类型
Java不同版本新特性
语法层面：Lambda表达式、switch、自动拆箱装箱、enum、泛型
API层面：Stream API、新的日期时间、Optional、String、集合框架
底层优化：JVM优化、GC的变化、元空间、静态域、字符串常量池等
垃圾回收器分类
按线程数分（垃圾回收线程数），可以分为串行垃圾回收器和并行垃圾回收器
串行回收指的是在同一时间段内只允许有一个CPU用于执行垃圾回收操作，将此时工作线程被暂停直至垃圾收集工作结束
在诸如单CPU处理器或者较小的应用内存等硬件平台不是特别优越的场合，串行回收器的性能表现可以超过并行回收器和并发回收器。所以串行回收默认被应用在客户端的Client模式下的JVM中
在并发能力比较强的CPU上，并行回收器产生的停顿时间要短于串行回收器
和串行回收相反，并行收集可以运用多个CPU同时执行垃圾回收，因此提升了应用的吞吐量不过并行回收仍然与串行回收一样，采用独占式使用了“Stop-the-World”机制
按照工作模式分，可以分为并发式垃圾回收器和独占式垃圾回收器
并发式垃圾回收器与应用程序线程交替工作，以尽可能减少应用程序的停顿时间
独占式垃圾回收器（Stop the World）一旦运行，就停止应用程序中的所有用户线程，直到垃圾回收过程完全结束
按碎片处理方式分，可分为压缩式垃圾回收器和非压缩式垃圾回收器
-
压缩式垃圾回收器会在回收完成后，对存活对象进行压缩整理消除回收后的碎片
* 再分配对象空间：`使用指针碰撞` -
非压缩式的垃圾回收器不进行这步操作
* 分配对象空间：`使用空闲列表`
按工作的内存区间分，又可分为年轻代垃圾回收器和老年代垃圾回收器
评估 GC 的性能指标
================================
吞吐量：
运行用户代码的时间占总运行时间的比例（总运行时间 = 程序的运行时间 + 内存回收的时间）
垃圾收集开销：
吞吐量的补数，垃圾收集所用时间与总运行时间的比例
暂停时间：
执行垃圾收集时，程序的工作线程被暂停的时间越小越好
收集频率：
相对于应用程序的执行，收集操作发生的频率
内存占用：
Java堆区所占的内存大小
快速：
一个对象从诞生到被回收所经历的时间，不用的时候尽量回收掉
我们把吞吐量、暂停时间、内存占用这三者共同构成一个“不可能三角”
三者总体的表现会随着技术进步而越来越好。一款优秀的收集器通常最多同时满足其中的两项
这三项里暂停时间的重要性日益凸显。因为随着硬件发展，内存占用多些越来越能容忍硬件性能的提升也有助于降低收集器运行时对应用程序的影响即提高了吞吐量。而内存的扩大对延迟反而带来负面效果
简单来说主要抓住两点：吞吐量、暂停时间
评估 GC 的性能指标：吞吐量
================================
吞吐量就是CPU用于运行用户代码的时间与CPU总消耗时间的比值
即吞吐量=运行用户代码时间 /（运行用户代码时间+垃圾收集时间）
比如：虚拟机总共运行了100分钟，其中垃圾收集花掉1分钟那吞吐量就是99%
这种情况下应用程序能容忍较高的暂停时间，因此高吞吐量的应用程序有更长的时间基准，反而快速响应是不必考虑的
评估 GC 的性能指标：暂停时间
================================
“暂停时间”是指一个时间段内应用程序线程暂停，让GC线程执行的状态
例如：GC期间100毫秒的暂停时间意味着在这100毫秒期间内没有应用程序线程是活动的
评估 GC 的性能指标：吞吐量 VS 暂停时间
================================
高吞吐量较好因为这会让应用程序的最终用户感觉只有应用程序线程在做“生产性”工作。直觉上吞吐量越高程序运行越快
从最终用户的角度来看低暂停时间（低延迟）较好，但是不管是GC还是其他原因导致一个应用被挂起始终是不好的。
这取决于应用程序的类型，有时候甚至短暂的200毫秒暂停都可能打断终端用户体验。因此具有较低的暂停时间是非常重要的，特别是对于一个交互式应用程序（就是和用户交互比较多的场景）
不幸的是”高吞吐量”和”低暂停时间”是一对相互竞争的目标（矛盾）
- 因为如果选择以吞吐量优先，那么必然需要降低内存回收的执行频率，但是这样会导致GC需要更长的暂停时间来执行内存回收
- 相反的，如果选择以低延迟优先为原则，那么为了降低每次执行内存回收时的暂停时间，也只能频繁地执行内存回收，但这又引起了年轻代内存的缩减和导致程序吞吐量的下降
在设计（或使用）GC算法时，我们必须确定我们的目标：
- 一个GC算法只可能针对两个目标之一（即只专注于较大吞吐量或最小暂停时间）
- 或者尝试找到一个二者的折衷
现在标准：在最大吞吐量优先的情况下，降低停顿时间
二、不同的垃圾回收器的概述
垃圾收集机制是Java的招牌能力，极大地提高了开发效率。这当然也是面试的热点
我们可以用一张图来概括一些垃圾回收器的发展史
那么，Java常见的垃圾收集器有哪些？我们接下来介绍七种经典的垃圾收集器
- 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
7款经典回收器与垃圾分代之间的关系
================================
新生代收集器：Serial、ParNew、Parallel Scavenge
老年代收集器：Serial old、Parallel old、CMS
整堆收集器：G1
垃圾收集器的组合关系
================================
两个收集器间有连线，表明它们可以搭配使用，我们根据虚线与实线进行讲解讲解
JDK8前（不包含JDK8）
年轻代：Serial GC 可搭配老年代CMS GC、Serial Old GC
年轻代：ParNew GC 可搭配老年代CMS GC、Serial Old GC
年轻代：Parallel Scavenge GC 可搭配老年代Parallel Old GC、Serial Old GC
其中Serial Old作为CMS出现”Concurrent Mode Failure”失败的后备预案
在JDK 8 的时候
由于维护和兼容性测试的成本，将（红色虚线）Serial + CMS、ParNew + Serial Old这两个组合声明为废弃（JEP173），并在JDK9中完全取消了这些组合的支持（JEP214）即：移除
在JDK 14 的时候
将弃用（绿色虚线）Parallel Scavenge和Serial Old GC组合（JEP366）
将删除（青色虚线）CMS垃圾回收器（JEP363）
那么我们上面提到七种垃圾回收器，那么为什么需要那么多呢？一个不够吗？
因为Java的使用场景很多，移动端，服务器等。所以就需要针对不同的场景，提供不同的垃圾收集器，提高垃圾收集的性能
虽然我们会对各个收集器进行比较，但并非为了挑选一个最好的收集器出来。没有一种放之四海皆准、任何场景下都适用的完美收集器存在，更加没有万能的收集器。所以我们选择的只是对具体应用最合适的收集器
查看默认的垃圾回收器
================================
常见的方式有
- -XX:+PrintCommandLineFlags：查看命令行相关参数（包含使用的垃圾收集器）
- 使用命令行指令：jinfo -flag 相关垃圾回收器参数 进程ID
我们使用一个示例代码来体会体会看这两种方式查看默认的回收期
public class GcUseTest {
public static void main( string[ ] args) {
ArrayList<byte[]> list = new ArrayList<>();
while(true){
byte[] arr = new byte[ 100];
list.add(arr);
try {
Thread.sleep( millis: 10);
}catch (InterruptedException e) {
e.printstackTrace( );
}
}
}
}
我们使用第一种方式设置相关的JDK 8 环境与相关参数
这时我们运行起程序，看看控制台输出的默认垃圾回收器
接下来我们使用第二种方式采用命令行的方式查看一下
接下来我们更换环境，采用JDK9的环境使用参数看看是什么
这时我们运行起程序，看看控制台输出的默认垃圾回收器
接下来我们使用第二种方式采用命令行的方式查看一下
三、Serial回收器：串行回收
Serial收集器是最基本、历史最悠久的垃圾收集器了。JDK1.3之前回收新生代唯一的选择
Serial收集器作为HotSpot中Client模式下的默认新生代垃圾收集器
Serial收集器采用复制算法、串行回收和"Stop-the-World"机制的方式执行内存回收
除了年轻代之外Serial收集器还提供用于执行老年代垃圾收集的Serial Old收集器，Serial old收集器同样也采用了串行回收和”Stop the World”机制，只不过内存回收算法使用的是标记-压缩算法
Serial Old是运行在Client模式下默认的老年代的垃圾回收器
Serial Old在Server模式下主要有两个用途：
- ①与新生代的Parallel Scavenge配合使用
- ②作为老年代CMS收集器的后备垃圾收集方案
这个收集器是一个单线程的收集器，“单线程”的意义：它只会使用一个CPU（串行）或一条收集线程去完成垃圾收集工作。更重要的是在它进行垃圾收集时，必须暂停其他所有的工作线程，直到它收集结束（Stop The World）
在HotSpot虚拟机中，使用-XX:+UseSerialGC参数可以指定年轻代和老年代都使用串行收集器
接下来使用示例代码来体会设置该Serial GC
public class GCUseTest {
public static void main(string[] args){
ArrayList<byte[]> list = new ArrayList<>();
while(true){
byte[ ] arr = new byte[ 100];
list.add(arr);
try {
Thread.sleep( millis: 10);
}catch (InterruptedException e) {
e.printstackTrace() ;
}
}
}
}
首先我们该程序选项里配置参数使用Serial GC看看
这时我们运行起程序，看看设置参数后是否当前为Serial回收器
我们也可以根据上面查看默认回收器那样，使用cmd命令查看
Serial 回收器的优势
================================
简单而高效（与其他收集器的单线程比）:
对于限定单个CPU的环境来说，Serial收集器由于没有线程交互的开销，专心做垃圾收集自然可以获得最高的单线程收集效率。运行在Client模式下的虚拟机是个不错的选择
在用户的桌面应用场景中，可用内存一般不大（几十MB至一两百MB），可以在较短时间内完成垃圾收集（几十ms至一百多ms），只要不频繁发生，使用串行回收器是可以接受的
不过对于交互较强的应用而言这种垃圾收集器是不能接受的。一般在Java Web应用程序中是不会采用串行垃圾收集器的
四、ParNew回收器：并行回收
Serial GC是年轻代中的单线程垃圾收集器，那么ParNew收集器则是Serial收集器的多线程版本
- Par是Parallel的缩写，New：只能处理新生代
ParNew 收集器除了采用并行回收的方式执行内存回收外，两款垃圾收集器之间几乎没有任何区别。ParNew收集器在年轻代中同样也是采用复制算法、"Stop-the-World"机制
ParNew 是很多JVM运行在Server模式下新生代的默认垃圾收集器
- 对于新生代，回收次数频繁，使用并行方式高效。
- 对于老年代，回收次数少，使用串行方式节省资源。
那么由于ParNew收集器基于并行回收是否可以断定ParNew收集器的回收效率在任何场景下都会比Serial收集器更高效？
其实不然，ParNew收集器运行在多CPU的环境下，由于可以充分利用多CPU、多核心等物理硬件资源优势，可以更快速地完成垃圾收集，提升程序的吞吐量
但是在单个CPU的环境下，ParNew收集器不比Serial收集器更高效。
虽然Serial收集器是基于串行回收，但是由于CPU不需要频繁地做任务切换，因此可以有效避免多线程交互过程中产生的一些额外开销。除Serial外，目前只有ParNew GC能与CMS收集器配合工作
在程序中可以通过选项"-XX:+UseParNewGC"手动指定使用ParNew收集器执行内存回收任务。它表示年轻代使用并行收集器，不影响老年代
-XX:ParallelGCThreads：限制线程数量，默认开启和CPU数据相同的线程数
接下来我们使用上面的示例代码来设置对应的ParNew回收器，先通过选项来设置
结果当我们运行起来的时候发现，程序出现错误
这时因为在JDK9中完全取消了（红色虚线）Serial + CMS、ParNew + Serial Old这些组合的支持
此时我们将环境更换为JDK8的环境
此时我们当程序运行起来就可以看到还是可以使用的
五、Paralle回收器：吞吐量优先
HotSpot的年轻代中除了拥有ParNew收集器是基于并行回收的以外，Parallel Scavenge收集器同样也采用了复制算法、并行回收和”Stop the World”机制
那么Parallel收集器的出现是否多此一举？
- 其实不然和ParNew收集器不同，Parallel Scavenge收集器的目标则是达到一个可控制的吞吐量（Throughput），它也被称为吞吐量优先的垃圾收集器
- 以及自适应调节策略也是Parallel Scavenge与ParNew一个重要区别。（动态调整内存分配情况，以达到一个最优的吞吐量或低延迟）
高吞吐量则可以高效率地利用CPU时间，尽快完成程序的运算任务，主要适合在后台运算而不需要太多交互的任务。因此常见在服务器环境中使用。例如，那些执行批量处理、订单处理、工资支付、科学计算的应用程序
在Parallel Old收集器没出来之前使用的是串行的Serial Old收集器，而服务器端硬件比较高使用并行的方式相比串行性格更高，但老年代还是使用串行的方式所显得达不到吞吐量最大的效果
所以Parallel收集器在JDK1.6时提供了用于执行老年代垃圾收集的Parallel Old收集器，用来代替老年代的Serial Old收集器，并且也是基于并行回收和”Stop-the-World”机制
在程序吞吐量优先的应用场景中，Parallel收集器和Parallel Old收集器的组合，在server模式下的内存回收性能很不错
并且在在Java8中，默认是此垃圾收集器，我们可以运行程序一起看看
Parallel 的回收器参数设置
================================
-XX:+UseParallelGC：手动指定年轻代使用Parallel并行收集器执行内存回收任务-XX:+UseParallelOldGC：手动指定老年代都是使用并行回收收集器
上面两个参数分别适用于新生代和老年代。默认开启一个，另一个也会被开启（互相激活）
-XX:ParallelGCThreads：设置年轻代并行收集器的线程数
一般地最好与CPU数量相等，以避免过多的线程数影响垃圾收集性能，在默认情况下当CPU数量小于8个，ParallelGCThreads的值等于CPU数量
当CPU数量大于8个，ParallelGCThreads的值等于3+[5*CPU_Count]/8]
-XX:MaxGCPauseMillis：设置垃圾收集器最大停顿时间（即STW的时间）。单位是毫秒
为了尽可能地把停顿时间控制在设置时间以内，收集器在工作时会调整Java堆大小或者其他一些参数
对于用户来讲停顿时间越短体验越好。但是在服务器端，我们注重高并发，整体的吞吐量。所以服务器端适合Parallel，进行控制（MaxGCPauseMillis 该参数使用需谨慎）
XX:+UseAdaptiveSizePolicy：设置Parallel Scavenge收集器具有自适应调节策略
开启后在该模式下，年轻代的大小、Eden和Survivor的比例、晋升老年代的对象年龄等参数会被自动调整，已达到在堆大小、吞吐量和停顿时间之间的平衡点
六、CMS回收器：低延迟
在JDK1.5时期，Hotspot推出了一款在**强交互应用中（就是和用户打交道的引用）**几乎可认为有划时代意义的垃圾收集器：CMS（Concurrent-Mark-Sweep）收集器
这款收集器是HotSpot虚拟机中第一款真正意义上的并发收集器，它第一次实现了让垃圾收集线程与用户线程同时工作，它的关注点是尽可能缩短垃圾收集时用户线程的停顿时间
停顿时间越短（低延迟）就越适合与用户交互的程序，良好的响应速度能提升用户体验
目前很大一部分的Java应用集中在互联网站或者B/S系统的服务端上，这类应用尤其重视服务的响应速度，希望系统停顿时间最短，以给用户带来较好的体验。CMS收集器就非常符合这类应用的需求
CMS的垃圾收集算法采用标记-清除算法，并且也会”Stop-the-World”
不幸的是CMS作为老年代的收集器，却无法与JDK1.4.0中已经存在的新生代收集器Parallel Scavenge配合工作（因为实现的框架不一样，没办法兼容使用），所以在JDK1.5中使用CMS来收集老年代的时候，新生代只能选择ParNew或者Serial收集器中的一个
在G1出现之前，CMS使用还是非常广泛的。一直到今天，仍然有很多系统使用CMS GC
CMS 工作原理（过程）
================================
CMS整个过程比之前的收集器要复杂整个过程分为4个主要阶段：
即初始标记阶段(涉及STW)、并发标记阶段、重新标记阶段(涉及STW)和并发清除阶段
初始标记（Initial-Mark）阶段：
在这个阶段中，程序中所有的工作线程都将会因为“Stop-the-World”机制而出现短暂的暂停，这个阶段的主要任务仅仅只是标记出GC Roots能直接关联到的对象
一旦标记完成之后就会恢复之前被暂停的所有应用线程。由于直接关联对象比较小，所以速度非常快
并发标记（Concurrent-Mark）阶段：
从GC Roots的直接关联对象开始遍历整个对象图的过程，这个过程耗时较长但是不需要停顿用户线程，可以与垃圾收集线程一起并发运行
重新标记（Remark）阶段：
由于在并发标记阶段中，程序的工作线程会和垃圾收集线程同时运行或者交叉运行，修正并发标记期间，因用户程序继续运作而导致标记产生变动的那一部分对象的标记记录
这个阶段的停顿时间通常会比初始标记阶段稍长一些，并且也会导致“Stop-the-World”的发生，但也远比并发标记阶段的时间短
并发清除（Concurrent-Sweep）阶段：
此阶段**清理删除掉标记阶段判断的已经死亡的对象，释放内存空间**。由于不需要移动存活对象，所以这个阶段也是可以与用户线程同时并发的
尽管CMS收集器采用的是并发回收（非独占式），但是在其初始化标记和再次标记这两个阶段中仍然需要执行“Stop-the-World”机制暂停程序中的工作线程，不过暂停时间并不会太长。
因此可以说明目前所有的垃圾收集器都做不到完全不需要“Stop-the-World”，只是尽可能地缩短暂停时间，由于最耗费时间的并发标记与并发清除阶段都不需要暂停工作，所以整体的回收是低停顿的
另外由于在垃圾收集阶段用户线程没有中断，所以在CMS回收过程中还应该确保应用程序用户线程有足够的内存可用因此CMS收集器不能像其他收集器那样等到老年代几乎完全被填满了再进行收集。
而是当堆内存使用率达到某一阈值时，便开始进行回收，以确保应用程序在CMS工作过程中依然有足够的空间支持应用程序运行
要是CMS运行期间预留的内存无法满足程序需要，就会出现一次**"Concurrent Mode Failure"** 失败，这时虚拟机将启动后备预案：临时启用Serial old收集器来重新进行老年代的垃圾收集，这样停顿时间就很长了
注意：CMS收集器的垃圾收集算法采用的是标记清除算法，这意味着每次执行完内存回收后，由于被执行内存回收的无用对象所占用的内存空间极有可能是不连续的一些内存块。
不可避免地将会产生一些内存碎片。那么CMS在为新对象分配内存空间时，将无法使用指针碰撞（Bump the Pointer）技术，而只能够选择空闲列表（Free List）执行内存分配
那么为什么 CMS 不采用标记-压缩算法呢？
因为当并发清除的时候，用Compact整理内存的话原来的用户线程使用的内存还怎么用呢？要保证用户线程能继续执行，前提的它运行的资源不受影响嘛。
Mark Compact更适合“stop the world”这种场景下使用
CMS 的优点 与 弊端
================================
优点：
并发收集、低延迟
弊端：
会产生内存碎片：导致并发清除后，用户线程可用的空间不足。在无法分配大对象的情况下，不得不提前触发Full GC
CMS收集器对CPU资源非常敏感 ：在并发阶段，它虽然不会导致用户停顿，但是会因为占用了一部分线程而导致应用程序变慢，总吞吐量会降低
CMS收集器无法处理浮动垃圾 ：即**在并发标记阶段如果产生新的垃圾对象，CMS将无法对这些垃圾对象进行标记，最终会导致这些新产生的垃圾对象没有被及时回收**，可能出现"Concurrent Mode Failure"失败而导致另一次Full GC的产生
CMS 参数配置
================================
-XX:+UseConcMarkSweepGC：
手动指定使用CMS收集器执行内存回收任务，开启该参数后会自动将-XX:+UseParNewGC打开。即：ParNew（Young区）+CMS（Old区）+Serial Old（Old区备选方案）的组合
-XX:CMSInitiatingOccupanyFraction：
设置堆内存使用率的阈值，一旦达到该阈值，便开始进行回收。JDK5及以前版本的默认值为68，即当老年代的空间使用率达到68%时，会执行一次CMS回收。JDK6及以上版本默认值为92%
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，减少老年代回收的次数可以较为明显地改善应用程序性能
反之如果应用程序内存使用率增长很快，则应该降低这个阈值，以避免频繁触发老年代串行收集器。因此通过该选项便可以有效降低Full GC的执行次数
-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection：
用于指定在执行完Full GC后对内存空间进行压缩整理，以此避免内存碎片的产生。不过由于内存压缩整理过程无法并发执行，所带来的问题就是停顿时间变得更长了
-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction：
设置在执行多少次Full GC后对内存空间进行压缩整理
-XX:ParallelCMSThreads：
用于设置CMS的线程数量，CMS默认启动的线程数是 (ParallelGCThreads + 3) / 4，ParallelGCThreads是年轻代并行收集器的线程数，可以当做是 CPU 最大支持的线程数。当CPU资源比较紧张时，受到CMS收集器线程的影响，应用程序的性能在垃圾回收阶段可能会非常糟糕
那么Serial GC、Parallel GC、Concurrent Mark Sweep GC这三个GC有什么不同呢？
- 如果你想要最小化地使用内存和并行开销，请选Serial GC；
- 如果你想要最大化应用程序的吞吐量，请选Parallel GC；
- 如果你想要最小化GC的中断或停顿时间，请选CMS GC
JDK 后续版本中 CMS 的变化
================================
JDK9新特性：CMS被标记为Deprecate了（JEP291）
如果对JDK9及以上版本的HotSpot虚拟机使用参数-XX:+UseConcMarkSweepGC来开启CMS收集器的话，用户会收到一个警告信息，提示CMS未来将会被废弃
JDK14新特性：删除CMS垃圾回收器（JEP363）移除了CMS垃圾收集器
如果在JDK14中使用XX:+UseConcMarkSweepGC的话，JVM不会报错，只是给出一个warning信息，但是不会exit。JVM会自动回退以默认GC方式启动JVM
七、G1回收器：区域化分代式
前面我们提到了几个GC，那么为什么为什么还要发布 Garbage First（G1）GC？
原因就在于应用程序所应对的业务越来越庞大、复杂，用户越来越多，没有GC就不能保证应用程序正常进行，而经常造成STW的GC又跟不上实际的需求，所以才会不断地尝试对GC进行优化
G1（Garbage-First）垃圾回收器是在Java7 update4之后引入的一个新的垃圾回收器，是当今收集器技术发展的最前沿成果之一
与此同时，为了适应现在不断扩大的内存和不断增加的处理器数量，进一步降低暂停时间（pause time），同时兼顾良好的吞吐量。官方给G1设定的目标是在延迟可控的情况下获得尽可能高的吞吐量，所以才担当起“全功能收集器”的重任与期望
为什么名字叫Garbage First(G1)呢？
================================
因为G1是一个并行回收器，它把堆内存分割为很多不相关的区域（Region）（物理上不连续的）。使用不同的Region来表示Eden、幸存者0区，幸存者1区，老年代等
G1 GC有计划地避免在整个Java堆中进行全区域的垃圾收集，G1跟踪各个Region里面的垃圾堆积的价值大小（回收所获得的空间大小以及回收所需时间的经验值），在后台维护一个优先列表，每次根据允许的收集时间，优先回收价值最大的Region
由于这种方式的侧重点在于回收垃圾最大量的区间（Region），所以取：垃圾优先（Garbage First）
G1的区域分代化
================================
G1（Garbage-First）是一款面向服务端应用的垃圾收集器，主要针对配备多核CPU及大容量内存的机器，以极高概率满足GC停顿时间的同时，还兼具高吞吐量的性能特征
在JDK1.7版本正式启用，移除了Experimental的标识，是JDK9以后的默认垃圾回收器，取代了CMS回收器以及Parallel+Parallel Old组合。被Oracle官方称为**“全功能的垃圾收集器”**
与此同时，CMS已经在JDK9中被标记为废弃（deprecated）。
G1在JDK8中还不是默认的垃圾回收器，需要使用-XX:+UseG1GC参数来启用
G1垃圾回收器的特点（优势）
================================
与其他GC收集器相比，G1使用了全新的分区算法，其特点如下所示：
并行与并发兼备
并行性：G1在回收期间，可以有多个GC线程同时工作，有效利用多核计算能力。此时用户线程STW
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，不会在整个回收阶段发生完全阻塞应用程序的情况
分代收集
从分代上看G1依然属于分代型垃圾回收器，它会区分年轻代和老年代，年轻代依然有Eden区和Survivor区。但从堆的结构上看，它不要求整个Eden区、年轻代或者老年代都是连续的，也不再坚持固定大小和固定数量，简而言之就是如下图所示
而将堆空间分为若干个区域（Region），这些区域中包含了逻辑上的年轻代和老年代
与各类回收器不同G1它同时兼顾年轻代和老年代
空间整合
CMS回收器是：“标记-清除”算法、内存碎片、若干次GC后进行一次碎片整理
G1回收器是：将内存划分为一个个的region。内存的回收是以region作为基本单位的。
Region之间是复制算法，但整体上实际可看作是标记-压缩（Mark-Compact）算法，两种算法都可以避免内存碎片。这种特性有利于程序长时间运行，分配大对象时不会因为无法找到连续内存空间而提前触发下一次GC。尤其是当Java堆非常大的时候，G1的优势更加明显
可预测的停顿时间模型（即：软实时soft real-time）
这是G1相对于CMS的另一大优势，G1除了追求低停顿外，还能建立可预测的停顿时间模型，能让使用者明确指定在一个长度为M毫秒的时间片段内，消耗在垃圾收集上的时间不得超过N毫秒
由于分区的原因，G1可以只选取部分区域进行内存回收，这样缩小了回收的范围因此对于全局停顿情况的发生也能得到较好的控制。
并且G1跟踪各个Region里面的垃圾堆积的价值大小（回收所获得的空间大小以及回收所需时间的经验值），在后台维护一个优先列表，每次根据允许的收集时间，优先回收价值最大的Region。保证了G1收集器在有限的时间内可以获取尽可能高的收集效率
相比于CMS GC，G1未必能做到CMS在最好情况下的延时停顿，但是最差情况要好很多
G1 回收器的缺点
================================
相较于CMS，G1还不具备全方位、压倒性优势。比如在用户程序运行过程中，G1无论是为了垃圾收集产生的内存占用（Footprint）还是程序运行时的额外执行负载（overload）都要比CMS要高
从经验上来说，在小内存应用上CMS的表现大概率会优于G1，而G1在大内存应用上则发挥其优势。平衡点在6-8GB之间
常见 G1 参数设置
================================
-XX:+UseG1GC：
手动指定使用G1垃圾收集器执行内存回收任务
-XX:G1HeapRegionSize：
设置每个Region的大小。值是2的幂，范围是1MB到32MB之间，目标是根据最小的Java堆大小划分出约2048个区域。默认是堆内存的1/2000
-XX:MaxGCPauseMillis：
设置期望达到的最大GC停顿时间指标，JVM会尽力实现，但不保证达到。默认值是200ms
-XX:+ParallelGCThread：
设置STW时GC线程数的值。最多设置为8
-XX:ConcGCThreads：
设置并发标记的线程数。将n设置为并行垃圾回收线程数（ParallelGcThreads）的1/4左右
-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent：
设置触发并发GC周期的Java堆占用率阈值。超过此值，就触发GC。默认值是45
G1 收集器的常见操作步骤
================================
G1的设计原则就是简化JVM性能调优，开发人员只需要简单的三步即可完成调优：
- 第一步：开启G1垃圾收集器
- 第二步：设置堆的最大内存
- 第三步：设置最大的停顿时间
G1中提供了三种垃圾回收模式：YoungGC、Mixed GC和Full GC，在不同的条件下被触发。
G1 的适用场景
================================
面向服务端应用，针对具有大内存、多处理器的机器。（在普通大小的堆里表现并不惊喜）
最主要的应用是需要低GC延迟，并具有大堆的应用程序提供解决方案
如：在堆大小约6GB或更大时，可预测的暂停时间可以低于0.5秒；（G1通过每次只清理一部分而不是全部的Region的增量式清理来保证每次GC停顿时间不会过长）
在下面的情况时，使用G1可能比CMS好：
- 超过50%的Java堆被活动数据占用；
- 对象分配频率或年代提升频率变化很大；
- GC停顿时间过长（长于0.5至1秒）
HotSpot垃圾收集器里，其他的垃圾收集器均使用内置的JVM线程执行GC的多线程操作，而G1 GC可以采用应用线程承担后台运行的GC工作，即当JVM的GC线程处理速度慢时，系统会调用应用程序线程帮助加速垃圾回收过程
分区 Region：化整为零
================================
使用G1收集器时，它将整个Java堆划分成约2048个大小相同的独立Region块.
每个Region块大小根据堆空间的实际大小而定，整体被控制在1MB到32MB之间，且为2的N次幂，即1MB，2MB，4MB，8MB，16MB，32MB。可以通过
可以使用XX:G1HeapRegionSize设定。所有的Region大小相同，且在JVM生命周期内不会被改变
虽然还保留有新生代和老年代的概念，但新生代和老年代不再是物理隔离的了，它们都是一部分Region（不需要连续）的集合。通过Region的动态分配方式实现逻辑上的连续
接下来我们对场景进行一个简单的介绍，请看如下图
一个Region有可能属于Eden，Survivor或者Old/Tenured内存区域。但是一个Region只可能属于一个角色。图中的E表示该Region属于Eden内存区域，S表示属于Survivor内存区域，O表示属于Old内存区域。图中空白的表示未使用的内存空间
G1垃圾收集器还增加了一种新的内存区域，叫做Humongous内存区域，如图中的H块。这区域旨在容纳标准区域大小的50％或更大的对象。，它们存储为一组连续区域。最后一种区域类型是堆的未使用区域
那么为什么要设置H区域呢？
================================
对于堆中的大对象，默认直接会被分配到老年代，但是如果它是一个短期存在的大对象就会对垃圾收集器造成负面影响。
为了解决这个问题，G1划分了一个Humongous区，它用来专门存放大对象。如果一个H区装不下一个大对象，那么G1会寻找连续的H区来存储。
为了能找到连续的H区有时候不得不启动Full GC。G1的大多数行为都把H区作为老年代的一部分来看待
Regio的细节
================================
每个Region都是通过指针碰撞来分配空间
G1为每一个Region设计了两个名为TAMS（Top at Mark Start）的指针把Region中的一部分空间划分出来用于并发回收过程中的新对象分配，并发回收时新分配的对象地址都必须要在这两个指针位置以上
TLAB还是用来保证并发性
G1 垃圾回收流程
================================
G1 GC的垃圾回收过程主要包括如下三个环节：
- 年轻代GC（Young GC）
- 老年代并发标记过程（Concurrent Marking）
- 混合回收（Mixed GC）
有可能出现第四个环节：
如果需要，单线程、独占式、高强度的Full GC还是继续存在的。它针对GC的评估失败提供了一种失败保护机制，即强力回收
顺时针：Young GC –> Young GC+Concurrent Marking –> Mixed GC顺序，进行垃圾回收
G1 垃圾回收器器回收流程
================================
应用程序分配内存，当年轻代的Eden区用尽时开始年轻代回收过程
G1的年轻代收集阶段是一个并行的独占式收集器，在年轻代回收期G1 GC暂停所有应用程序线程，启动多线程执行年轻代回收。
然后从年轻代区间移动存活对象到Survivor区间或者老年区间，也有可能是两个区间都会涉及
当堆内存使用达到一定值（默认45%）时，开始老年代并发标记过程
标记完成马上开始混合回收过程，对于一个混合回收期。
G1 GC从老年区间移动存活对象到空闲区间，这些空闲区间也就成为了老年代的一部分。
和年轻代不同，老年代的G1回收器和其他GC不同，G1的老年代回收器不需要整个老年代被回收，一次只需要扫描/回收一小部分老年代的Region就可以了。同时这个老年代Region是和年轻代一起被回收的
举个例子：一个Web服务器，Java进程最大堆内存为4G，每分钟响应1500个请求，每45秒钟会新分配大约2G的内存。G1会每45秒钟进行一次年轻代回收，每31个小时整个堆的使用率会达到45%，会开始老年代并发标记过程，标记完成后开始四到五次的混合回收
G1 垃圾回收器器回收流程：Remembered Set（记忆集）
================================
我们说一个对象会被不同区域（年轻区、老年区）引用的问题，当我们判断是否可达的时候，需要各遍历一遍年轻区与老年区，是否引用了这个对象。
所以我们接下来介绍一下：Remembered Set（记忆集）
我们说一个Region不可能是孤立的，一个Region中的对象可能被其他任意Region中对象引用，判断对象存活时，那么我们是否需要扫描整个Java堆才能保证准确？
其实在其他的分代收集器，也存在这样的问题（而G1更突出，因为G1主要针对大堆）
若我们回收新生代也不得不同时扫描老年代？这样的话会降低Minor GC的效率
所以我们有以下的方式解决这个问题
- 无论G1还是其他分代收集器，JVM都是使用Remembered Set来避免全堆扫描
- 每个Region都有一个对应的Remembered Set
- 每次Reference类型数据写操作时，都会产生一个Write Barrier暂时中断操作
这时检查将要写入的引用指向的对象是否和该Reference类型数据在不同的Region(其他收集器：检查老年代对象是否引用了新生代对象)
若不同通过CardTable把相关引用信息记录到引用指向对象的所在Region对应的Remembered Set中
当进行垃圾收集时，在GC根节点的枚举范围加入Remembered Set
这时我们就可以保证不进行全局扫描，也不会有遗漏，也不需要扫描整个Java堆才能保证准确了
G1回收过程一：年轻代 GC
================================
JVM启动时G1先准备好Eden区，程序在运行过程中不断创建对象到Eden区，当Eden空间耗尽时，G1会启动一次年轻代垃圾回收过程（年轻代回收只回收Eden区和Survivor区）
YGC时首先G1停止应用程序的执行（Stop-The-World），G1创建回收集（Collection Set），回收集是指需要被回收的内存分段的集合，年轻代回收过程的回收集包含年轻代Eden区和Survivor区所有的内存分段
这时请看我们回收前的图与回收后的图
我们将回收前的E区和S区，回收后将剩余存活的对象会复制到新的S区（达到阈值可以晋升为O区）
第一阶段：扫描根
根是指static变量指向的对象，正在执行的方法调用链条上的局部变量等，根引用连同RSet记录的外部引用作为扫描存活对象的入口
第二阶段：更新RSet
处理dirty card queue中的card更新RSet。此阶段完成后，RSet可以准确的反映老年代对所在的内存分段中对象的引用。
那么对于dirty card queue 我们有以下的说明
对于应用程序的引用赋值语句object feldl = objedt, jVM会在代码执行之前和之后进行特殊的操作指在dity card queue中入队一个保存了对象引用信息的card
在年轻代回收的时候, G1会对Dirty Card Queue中所有的card进行处理，以更新RSet，保证RSet实时准确的反映正确的引用关系
那为什么不在引用赋值语句处直接更新RSet呢?这是为了性能的需要，RSet的处理需要线程同步，开销会很大，使用队列性能会好很多。
第三阶段：处理RSet
识别被老年代对象指向的Eden中的对象，这些被指向的Eden中的对象被认为是存活的对象
第四阶段：复制对象
此阶段：对象树被遍历，Eden区内存段中存活的对象会被复制到Survivor区中空的内存分段，Survivor区内存段中存活的对象
如果年龄未达阈值，年龄会加1，达到阀值会被会被复制到Old区中空的内存分段
如果Survivor空间不够，Eden空间的部分数据会直接晋升到老年代空间
第五阶段：处理引用
处理Soft，Weak，Phantom，Final，JNI Weak 等引用。最终Eden空间的数据为空，GC停止工作，而目标内存中的对象都是连续存储的，没有碎片，所以复制过程可以达到内存整理的效果，减少碎片
G1回收过程二：并发标记过程
================================
第一阶段：初始标记阶段
标记从根节点直接可达的对象。这个阶段是STW的，并且会触发一次年轻代GC。正是由于该阶段时STW的，所以我们只扫描根节点可达的对象，以节省时间
第二阶段：根区域扫描（Root Region Scanning）
G1 GC扫描Survivor区直接可达的老年代区域对象，并标记被引用的对象。这一过程必须在Young GC之前完成，因为Young GC会使用复制算法对Survivor区进行GC
第三阶段：并发标记（Concurrent Marking）
在整个堆中进行并发标记（和应用程序并发执行），此过程可能被Young GC中断
在并发标记阶段，若发现区域对象中的所有对象都是垃圾，那这个区域会被立即回收
同时，并发标记过程中，会计算每个区域的对象活性（区域中存活对象的比例占多少）
第四阶段：再次标记（Remark）
由于应用程序持续进行，需要修正上一次的标记结果，这时是STW的。G1中采用了比CMS更快的原始快照算法：Snapshot-At-The-Beginning（SATB）
第五阶段：独占清理（cleanup，STW）
计算各个区域的存活对象和GC回收比例，并进行排序，识别可以混合回收的区域。为下阶段做铺垫。是STW的。（这个阶段并不会实际上去做垃圾的收集）
第六阶段：并发清理阶段
识别并清理完全空闲的区域
G1回收过程三：混合回收过程
================================
当越来越多的对象晋升到老年代Old Region时，为了避免堆内存被耗尽，虚拟机会触发一个混合的垃圾收集器，即Mixed GC。
该算法并不是一个Old GC，除了回收整个Young Region，还会回收一部分的Old Region
这里需要注意：是一部分老年代，而不是全部老年代。可以选择哪些Old Region进行收集，从而可以对垃圾回收的耗时时间进行控制。也要注意的是Mixed GC并不是Full GC
并发标记结束以后老年代中百分百为垃圾的内存分段被回收了，部分为垃圾的内存分段被计算了出来。
默认情况下这些老年代的内存分段会分8次（可以通过-XX:G1MixedGCCountTarget设置）被回收。【意思就是一个Region会被分为8个内存段】
混合回收的回收集（Collection Set）包括八分之一的老年代内存分段，Eden区内存分段，Survivor区内存分段。
混合回收的算法和年轻代回收的算法完全一样，只是回收集多了老年代的内存分段。具体过程请参考上面的年轻代回收过程
由于老年代中的内存分段默认分8次回收，G1会优先回收垃圾多的内存分段。垃圾占内存分段比例越高的，越会被先回收
并且有一个阈值会决定内存分段是否被回收。XX:G1MixedGCLiveThresholdPercent，默认为65%
意思是垃圾占内存分段比例要达到65%才会被回收。如果垃圾占比太低，意味着存活的对象占比高，在复制的时候会花费更多的时间
混合回收也并不一定要进行8次。有一个阈值-XX:G1HeapWastePercent，默认值为10%，意思是允许整个堆内存中有10%的空间被浪费，意味着如果发现可以回收的垃圾占堆内存的比例低于10%，则不再进行混合回收。因为GC会花费很多的时间但是回收到的内存却很少
G1 回收可选的过程四：Full GC
================================
G1的初衷就是要避免Full GC的出现，但是如果上述方式不能正常工作，G1会停止应用程序的执行（Stop-The-World），使用单线程的内存回收算法进行垃圾回收，性能会非常差，应用程序停顿时间会很长
要避免Full GC的发生，一旦发生Full GC，需要对JVM参数进行调整。什么时候会发生Ful1GC呢？
比如堆内存太小，当G1在复制存活对象的时候没有空的内存分段可用，则会回退到Full GC，这种情况可以通过增大内存解决
导致G1 Full GC的原因可能有两个：
- EVacuation的时候没有足够的to-space来存放晋升的对象
- 并发处理过程完成之前空间耗尽
G1补充
================================
从Oracle官方透露出来的信息可获知，回收阶段（Evacuation）其实本也有想过设计成与用户程序一起并发执行，但这件事情做起来比较复杂，考虑到G1只是回一部分Region，停顿时间是用户可控制的，所以并不迫切去实现。
而选择把这个特性放到了G1之后出现的低延迟垃圾收集器（即ZGC）中，另外还考虑到G1不是仅仅面向低延迟，停顿用户线程能够最大幅度提高垃圾收集效率，为了保证吞吐量所以才选择了完全暂停用户线程的实现方案
G1 回收器的优化建议
================================
年轻代大小：
避免使用-Xmn或-XX:NewRatio等相关选项显式设置年轻代大小，因为固定年轻代的大小会覆盖可预测的暂停时间目标。我们让G1自己去调整
暂停时间目标不要太过严苛:
G1 GC的吞吐量目标是90%的应用程序时间和10%的垃圾回收时间
评估G1 GC的吞吐量时，暂停时间目标不要太严苛。
目标太过严苛表示你愿意承受更多的垃圾回收开销，而这些会直接影响到吞吐量
八、垃圾回收器总结
7 种垃圾回收器的比较
================================
截止JDK1.8，一共有7款不同的垃圾收集器。每一款的垃圾收集器都有不同的特点
在具体使用的时候，需要根据具体的情况选用不同的垃圾收集器
怎么选择垃圾回收器
================================
Java垃圾收集器的配置对于JVM优化来说是一个很重要的选择，选择合适的垃圾收集器可以让JVM的性能有一个很大的提升。怎么选择垃圾收集器？
- 优先调整堆的大小让JVM自适应完成。
- 如果内存小于100M，使用串行收集器
- 如果是单核、单机程序，并且没有停顿时间的要求，串行收集器
- 如果是多CPU、需要高吞吐量、允许停顿时间超过1秒，选择并行或者JVM自己选择
- 如果是多CPU、追求低停顿时间，需快速响应（比如延迟不能超过1秒，如互联网应用），使用并发收集器
- 官方推荐G1，性能高。现在互联网的项目，基本都是使用G1。
最后需要明确一个观点：
- 没有最好的收集器，更没有万能的收集算法
- 调优永远是针对特定场景、特定需求，不存在一劳永逸的收集器
九、GC日志分析
常用参数配置
================================
通过阅读GC日志，我们可以了解Java虚拟机内存分配与回收策略。
内存分配与垃圾回收的参数列表
- -XX:+PrintGC ：输出GC日志。类似：-verbose:gc
- -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
接下来我们使用示例代码进行演示一下参数看看
public class GCLogTest {
public static void main( string[ ] args) {
ArrayList<byte[]> list = new ArrayList<>();
for (int i - o; i < 5oo; i++) {
byte[] arr = new byte[ 1024 * 100];//100KB
lilst.add(arr);
}
}
}
比如说我们先使用：-XX:+PrintGCDetails参数看看打印出什么日志信息
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-uZMJipF9-1619460722925)(https://segmentfault.com/img/bVcRaBG)]
此时我们运行程序，看看具体是什么信息出来呢？
那么这些信息参数是什么意思呢？我们先进行参数的讲解看看具体有哪些？
我们也可以再使用：XX:+PrintGC参数看看打印出什么日志信息
此时我们运行程序，看看具体是什么信息出来呢？
我们也可以再使用：-XX:+PrintGCTimestamps ：参数看看打印出什么日志信息
此时我们运行程序，看看具体是什么信息出来呢？
我们也可以再使用：-XX:+PrintGCDateStamps ：参数看看打印出什么日志信息
此时我们运行程序，看看具体是什么信息出来呢？
GC 日志补充说明
================================
“[GC”和”[Full GC”说明了这次垃圾收集的停顿类型，如果有”Full”则说明GC发生了”Stop The World”
使用Serial收集器在新生代的名字是Default New Generation，因此显示的是”[DefNew”
使用ParNew收集器在新生代的名字会变成”[ParNew”，意思是”Parallel New Generation”
使用Parallel scavenge收集器在新生代的名字是”[PSYoungGen”
老年代的收集和新生代道理一样，名字也是收集器决定的
使用G1收集器的话，会显示为”garbage-first heap”
数据参数的示例说明：
Allocation Failure表明本次引起GC的原因是因为在年轻代中没有足够的空间能够存储新的数据了。
[ PSYoungGen: 5986K->696K(8704K) ] 5986K->704K (9216K)
- 中括号内：GC回收前年轻代大小，回收后大小，（年轻代总大小）
- 括号外：GC回收前年轻代和老年代大小，回收后大小，（年轻代和老年代总大小）
在使用-XX:+PrintGCTimestamps、-XX:+PrintGCDateStamps 参数打印信息可以这些信息
- user代表用户态回收耗时
- sys内核态回收耗时
- real实际耗时
由于多核线程切换的原因，时间总和可能会超过real时间
针对于Young GC、Full GC 的说明示意图
================================
接下来我们使用示例代码来体会不同版本下的堆空间会发生什么？
public class GCLogTest1 {
private static final int _1MB = 1024 * 1024;
public static void testAllocation() {
byte[] allocation1, allocation2, allocation3, allocation4;
allocation1 = new byte[2 * _1MB];
allocation2 = new byte[2 * _1MB];
allocation3 = new byte[2 * _1MB];
allocation4 = new byte[4 * _1MB];
}
public static void main(String[] agrs) {
testAllocation();
}
}
接下来我们进行参数的设置：-verbose:gc -Xms20M（堆空间初始大小） -Xmx20M（堆空间最大大小） -Xmn10M（新生代大小） -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8（新生代伊甸园区大小为8MB，两个Server区各位1MB） -XX:+UseSerialGC（使用SerialGc）
接下来我们演示一下JDk 7当中的情况是如何的呢？
此时我们运行程序，看看具体是什么信息出来呢？
此时会有小伙伴问，我们使用SerialGc时为什么是total = 9216 呢？
而对于我们的老年代总大小10240k与6144k又是什么情况呢？
此时我们看看这参数的分配情况到底是什么意思呢？是个怎么回事呢？
接下来我们演示一下JDk 8当中的情况是如何的呢？
此时我们运行程序，看看具体是什么信息出来呢？
与 JDK7 不同的是，JDK8 直接判定 4M 的数组为大对象，直接怼到老年区去了
十、常用日志分析工具
我们可以使用命令参数：-XLoggc:./logs/gc.log，存放输出的位置（./ 表示当前目录），在 IDEA中程序运行的当前目录是工程的根目录，而不是模块的根目录
我们这里使用的logs文件，需要在项目创建目录文件
我们使用上面示例代码进行使用看看
这时我们将程序运行起来，就可以看见对应的log文件信息了
对于这些日志文件我们推荐用一些工具去分析这些GC日志，常用的日志分析工具有：
GCViewer、GCEasy、GCHisto、GCLogViewer、Hpjmeter、garbagecat等
GCeasy （网址：gceasy.io）
GCViewer
参考资料
尚硅谷：JVM虚拟机（宋红康老师）
下面是本人的公众号：（有兴趣可以扫一下，文章会同步过去）
我是小白弟弟，一个在互联网行业的小白，立志成为一名架构师
https://blog.csdn.net/zhouhengzhe?t=1