7种jvm垃圾回收器,这次全部搞懂
本文源自 公-众-号 IT老哥 的分享
IT老哥,一个在大厂做高级Java开发的程序员,每天分享技术干货文章
前言
之前我们讲解了jvm
的组成结构
与垃圾回收算法
等知识点,今天我们来讲讲jvm最重要的堆内存
是如何使用垃圾回收器
进行垃圾回收,并且如何使用命令
去配置使用这些垃圾回收器。
堆内存详解
上面这个图大家应该已经很明白了吧。大家就可以理解成一个房子
被分成了几个房间
,每个房间的作用不同而已,有的是婴儿住的,有的是父母住的,有的是爷爷奶奶住的
- 堆内存被划分为
两块
,一块的年轻代
,另一块是老年代
。 - 年轻代又分为
Eden
和survivor
。他俩空间大小比例默认为8:2, - 幸存区又分为
s0
和s1
。这两个空间大小是一模一样的,就是一对双胞胎,他俩是1:1的比例
堆内存垃圾回收过程
第一步
新生成
的对象首先放到Eden
区,当Eden区满了
会触发Minor GC
。
第二步
第一步GC活下来的对象,会被移动到survivor
区中的S0区,S0区满了之后会触发Minor GC
,S0区存活下来的对象会被移动到S1区,S0区空闲。
S1满了之后在GC,存活下来的再次移动到S0区,S1区空闲,这样反反复复GC,每GC一次,对象的年龄就涨一岁
,达到某个值后(15),就会进入老年代
。
第三步
在发生一次Minor GC
后(前提条件),老年代可能会出现Major GC
,这个视垃圾回收器而定。
Full GC触发条件
- 手动调用System.gc,会不断的执行Full GC
- 老年代空间不足/满了
- 方法区空间不足/满了
注意
们需要记住一个单词:stop-the-world
。它会在任何一种GC算法中发生。stop-the-world 意味着JVM因为需要执行GC而停止
应用程序的执行。
当stop-the-world 发生时,除GC所需的线程外,所有的线程
都进入等待
状态,直到GC任务完成。GC优化很多时候就是减少stop-the-world 的发生。
回收哪些区域的对象
需要注意的是,JVM GC只回收堆内存
和方法区内
的对象。而栈内存
的数据,在超出作用域后会被JVM自动释放掉,所以其不在JVM GC的管理范围内。
堆内存常见参数配置
参数 |
描述 |
---|---|
-Xms |
堆内存初始大小,单位m、g |
-Xmx |
堆内存最大允许大小,一般不要大于物理内存的80% |
-XX:PermSize |
非堆内存初始大小,一般应用设置初始化200m,最大1024m就够了 |
-XX:MaxPermSize |
非堆内存最大允许大小 |
-XX:NewSize(-Xns) |
年轻代内存初始大小 |
-XX:MaxNewSize(-Xmn) |
年轻代内存最大允许大小 |
-XX:SurvivorRatio=8 |
年轻代中Eden区与Survivor区的容量比例值,默认为8,即8:1 |
-Xss |
堆栈内存大小 |
-XX:NewRatio=老年代/新生代 |
设置老年代和新生代的大小比例 |
-XX:+PrintGC |
jvm启动后,只要遇到GC就会打印日志 |
-XX:+PrintGCDetails |
查看GC详细信息,包括各个区的情况 |
-XX:MaxDirectMemorySize |
在NIO中可以直接访问「直接内存」,这个就是设置它的大小,不设置默认就是最大堆空间的值-Xmx |
-XX:+DisableExplicitGC |
关闭System.gc() |
-XX:MaxTenuringThreshold |
垃圾可以进入老年代的年龄 |
-Xnoclassgc |
禁用垃圾回收 |
-XX:TLABWasteTargetPercent |
TLAB占eden区的百分比,默认是1% |
-XX:+CollectGen0First |
FullGC时是否先YGC,默认false |
TLAB 内存
TLAB全称是Thread Local Allocation Buffer即线程本地分配缓存
,从名字上看是一个线程专用的内存分配区域,是为了加速对象分配而生的。
每一个线程都会产生一个TLAB,该线程独享的工作区域,java虚拟机使用这种TLAB区来避免多线程冲突问题,提高了对象分配的效率。
TLAB空间一般不会太大,当大对象无法在TLAB分配时,则会直接分配到堆上。
参数 |
描述 |
---|---|
-Xx:+UseTLAB |
使用TLAB |
-XX:+TLABSize |
设置TLAB大小 |
-XX:TLABRefillWasteFraction |
设置维护进入TLAB空间的单个对象大小,他是一个比例值,默认为64,即如果对象大于整个空间的1/64,则在堆创建 |
-XX:+PrintTLAB |
查看TLAB信息 |
-Xx:ResizeTLAB |
自调整TLABRefillWasteFraction阀值。 |
垃圾回收器总览
新生代可配置的回收器:Serial、ParNew、Parallel Scavenge
老年代配置的回收器:CMS、Serial Old、Parallel Old
新生代和老年代区域的回收器之间进行连线,说明他们之间可以搭配使用。
新生代垃圾回收器
Serial 垃圾回收器
Serial收集器是最基本的、发展历史最悠久的收集器。俗称为:串行回收器
,采用复制算法
进行垃圾回收
特点
串行回收器是指使用单线程进行垃圾回收的回收器。每次回收时,串行回收器只有一个工作线程。
对于并行能力较弱的单CPU计算机来说,串行回收器的专注性和独占性往往有更好的性能表现。
它存在Stop The World问题,及垃圾回收时,要停止程序的运行。
使用-XX:+UseSerialGC
参数可以设置新生代使用这个串行回收器
ParNew 垃圾回收器
ParNew其实就是Serial的多线程
版本,除了使用多线程之外,其余参数和Serial一模一样。俗称:并行垃圾回收器
,采用复制算法
进行垃圾回收
特点
ParNew默认开启的线程数与CPU数量相同,在CPU核数很多的机器上,可以通过参数-XX:ParallelGCThreads
来设置线程数。
它是目前新生代首选的垃圾回收器,因为除了ParNew之外,它是唯一一个能与老年代CMS配合工作的。
它同样存在Stop The World问题
使用-XX:+UseParNewGC
参数可以设置新生代使用这个并行回收器
ParallelGC 回收器
ParallelGC使用复制算法回收垃圾,也是多线程的。
特点
就是非常关注系统的吞吐量,吞吐量
=代码运行时间
/(代码运行时间
+垃圾收集时间
)
-XX:MaxGCPauseMillis
:设置最大垃圾收集停顿时间,可用把虚拟机在GC停顿的时间控制在MaxGCPauseMillis范围内,如果希望减少GC停顿时间可以将MaxGCPauseMillis设置的很小,但是会导致GC频繁
,从而增加了GC的总时间
,降低
了吞吐量
。所以需要根据实际情况设置该值。
-Xx:GCTimeRatio
:设置吞吐量大小,它是一个0到100之间的整数,默认情况下他的取值是99
,那么系统将花费不超过1/(1+n)
的时间用于垃圾回收,也就是1/(1+99)=1%
的时间。
另外还可以指定-XX:+UseAdaptiveSizePolicy
打开自适应模式,在这种模式下,新生代的大小、eden、from/to的比例,以及晋升老年代的对象年龄参数会被自动调整,以达到在堆大小、吞吐量和停顿时间之间的平衡点。
使用-XX:+UseParallelGC参数可以设置新生代使用这个并行回收器
老年代垃圾回收器
SerialOld 垃圾回收器
SerialOld是Serial回收器的老年代
回收器版本,它同样是一个单线程
回收器。
用途
- 一个是在JDK1.5及之前的版本中与Parallel Scavenge收集器搭配使用,
- 另一个就是作为CMS收集器的后备预案,如果CMS出现Concurrent Mode Failure,则SerialOld将作为后备收集器。
使用算法
:标记 - 整理算法
ParallelOldGC 回收器
老年代ParallelOldGC
回收器也是一种多线程的回收器,和新生代的ParallelGC回收器一样,也是一种关注吞吐量的回收器,他使用了标记压缩算法
进行实现。
-XX:+UseParallelOldGc
进行设置老年代使用该回收器
-XX:+ParallelGCThreads
也可以设置垃圾收集时的线程数量。
CMS 回收器
CMS全称为:Concurrent Mark Sweep意为并发标记清除,他使用的是标记清除法
。主要关注系统停顿时间。
使用-XX:+UseConcMarkSweepGC
进行设置老年代使用该回收器。
使用-XX:ConcGCThreads
设置并发线程数量。
特点
CMS并不是独占的回收器,也就说CMS回收的过程中,应用程序仍然在不停的工作,又会有新的垃圾不断的产生,所以在使用CMS的过程中应该确保应用程序的内存足够可用。
CMS不会等到应用程序饱和
的时候才去回收垃圾,而是在某一阀值的时候开始回收,回收阀值可用指定的参数进行配置:-XX:CMSInitiatingoccupancyFraction
来指定,默认为68
,也就是说当老年代的空间使用率
达到68%
的时候,会执行
CMS回收。
如果内存使用率增长的很快,在CMS执行的过程中,已经出现了内存不足的情况,此时CMS回收就会失败,虚拟机将启动老年代串行
回收器;SerialOldGC
进行垃圾回收,这会导致应用程序中断,直到垃圾回收完成后才会正常工作。
这个过程GC的停顿时间可能较长,所以-XX:CMSInitiatingoccupancyFraction
的设置要根据实际的情况。
之前我们在学习算法的时候说过,标记清除法有个缺点就是存在内存碎片
的问题,那么CMS有个参数设置-XX:+UseCMSCompactAtFullCollecion
可以使CMS回收完成之后进行一次碎片整理
。
-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction
参数可以设置进行多少次CMS回收之后,对内存进行一次压缩
。
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