垃圾收集器详解及参数配置

垃圾搜集器简介

垃圾搜集器大致分为以下三类###

串行搜集器（serial collector）：它只有一条GC线程，且就像前面说的，它在运行的时候需要暂停用户程序（stop the world）。
并行搜集器（parallel collector）：它有多条GC线程，且它也需要暂停用户程序（stop the world）。
并发搜集器（concurrent collector）：它有一条或多条GC线程，且它需要在部分阶段暂停用户程序（stop the world），部分阶段与用户程序并发执行。

hotspot中的垃圾搜集器

串行搜集器的实现：serial（用于新生代，采用复制算法）、serial old（用于年老代，采用标记/整理算法）
并行搜集器的实现：ParNew（用于新生代，采用复制算法）、Parallel Scavenge（用于新生代，采用复制算法）、Parallel old（用于年老代，采用标记/整理算法）
并发搜集器的实现：concurrent mark sweep[CMS]（用于年老代，采用标记/清除算法）

垃圾收集器详解

JVM启动的两种模式

client模式：开发时默认启动模式
server模式：使用-server强制开启server模式，

两者的主要区别：

server模式下做了大量的优化工作。
server模式下应用启动较慢，但在长时间运行情况下，运行速度会越来越快。
client模式启动快，但不适合长时间运行。

搜集器详解

名称	算法	内存区域	执行方式	执行过程	特点	适用场景	开启参数
Serial Garbage Collector	复制算法	针对新生代设计	单线程、串行	当新生代内存不够用时，先暂停全部用户程序，然后开启一条GC线程使用复制算法对垃圾进行回收，这一过程中可能会有一些对象提升到年老代	由于单线程运行，且整个GC阶段都要暂停用户程序，因此会造成应用程序停顿时间较长，但对于小规模的程序来说，却非常适合。	平时的开发与调试程序使用，以及桌面应用交互程序。	-XX:+UseSerialGC（client模式默认值）
Serial Old Garbage Collector	标记/整理算法	针对年老代设计	单线程、串行	同Serial Garbage Collector	同Serial Garbage Collector	同Serial Garbage Collector	-
ParNew Garbage Collector	复制算法	针对新生代设计	多线程、并行	开启若干条GC线程使用复制算法并行进行垃圾回收，这一过程中可能会有一些对象提升到年老代	有几个处理器就会开几个线程（不过线程数是可以使用参数-XX:ParallelGCThreads=控制的），因此只适合于多核多处理器的系统	在中到大型的堆上，且系统处理器至少多于一个的情况。对于单个处理器来说，由于并行执行的开销（比如同步），ParNew的性能将会低于serial搜集器。	-XX:+UseParNewGC
Parallel Scavenge Garbage Collector	复制算法	针对新生代设计	并行	优先满足最大停顿时间的目标，次之是吞吐量，最后才是新生代区域的最小值。	更精确的控制GC停顿时间以及吞吐量	适用场景	控制最大的停顿时间（使用-XX:MaxGCPauseMillis=），以及控制吞吐量（使用-XX:GCTimeRatio=）server模式下默认的新生代搜集器
Parallel Old Garbage Collector	标记/整理算法	年老代设计	并行搜集器	-	它是除了serial old以外唯一一个可以与parallel scavenge搭配工作的年老代搜集器	-	-XX:-UseParallelOldGC
Concurrent Mark Sweep Garbage Collector	标记/清除算法	年老代	-	-	应用程序与GC线程一起工作	-	-

组合的威力

三种经典的组合

serial & serial old

client模式下默认的垃圾收集器组合，可通过-XX:+UseSerialGC强制开启。非常适合运行于客户端PC的小型应用程序，或者桌面应用程序（比如swing编写的用户界面程序），以及我们平时的开发、调试、测试等。

开发、调试、测试共同的特点：

1、由于都是在PC上运行，因此配置一般不会太高，或者说处理器个数不会太多。
2、上面几种情况的应用程序都不会运行太久。
3、规模不会太大，也就是说，堆相对较小，搜集起来也比较快，停顿时间会比较短。

Parallel Scavenge & Parallel Old

这个组合是server模式下的默认组合（JDK6或JDK6之后），使用-XX:+UseParallelGC参数强制开启。

适用于一些需要长期运行且对吞吐量有一定要求的后台程序。

运行于后台的程序都有以下特点：

1、系统配置较高，通常情况下至少四核（以目前的硬件水平为准）。
2、对吞吐量要求较高，或需要达到一定的量。
3、应用程序运行时间较长。
4、应用程序规模较大，一般是中到大型的堆。

ParNew & CMS（Serial Old作为替补）

它则是对响应时间（response time）要求较高的应用程序的首选，使用参数-XX:+UseConcMarkSweepGC开启。

新生代采用并行搜集器

适用于一些需要长期运行且对相应时间有一定要求的后台程序。

采用ParNew & CMS组合的后台应用程序，一般都对相应时间有一定要求，最典型的就是我们的WEB应用程序。

垃圾搜集器参数精解

垃圾搜集器选择参数

名称	说明	备注
UseSerialGC	开启此参数使用serial & serial old搜集器（client模式默认值）。
UseParNewGC	开启此参数使用ParNew & serial old搜集器（不推荐）。
UseConcMarkSweepGC	开启此参数使用ParNew & CMS（serial old为替补）搜集器。
UseParallelGC	开启此参数使用parallel scavenge & parallel old搜集器（server模式默认值）。
UseParallelOldGC	开启此参数在年老代使用parallel old搜集器（该参数在JDK1.5之后已无用）。

JVM各个内存区域大小相关参数

名称	说明	备注
Xms	堆的初始值。默认为物理内存的1/64，最大不超1G。
Xmx	堆的最大值。默认为物理内存的1/4，最大不超1G。
Xmn	新生代的大小。
Xss	线程栈大小。
PermSize	永久代初始大小。默认为物理内存的1/64，最大不超1G。
MaxPermSize	永久代最大值。默认为物理内存的1/4，最大不超1G。
NewRatio	新生代与年老代的比例。比如为3，则新生代占堆的1/4，年老代占3/4。
SurvivorRatio	新生代中调整eden区与survivor区的比例，默认为8，即eden区为80%的大小，两个survivor分别为10%的大小。

垃圾搜集器性能通用参数

名称	说明	备注
PretenureSizeThreshold	晋升年老代的对象大小。默认为0，比如设为10M，则超过10M的对象将不在eden区分配，而直接进入年老代。
MaxTenuringThreshold	晋升老年代的最大年龄。默认为15，比如设为10，则对象在10次普通GC后将会被放入年老代。
DisableExplicitGC	禁用System.gc()。

并行搜集器参数

名称	说明	备注
ParallelGCThreads	回收时开启的线程数。默认与CPU个数相等。
GCTimeRatio	设置系统的吞吐量。比如设为99，则GC时间比为1/1+99=1%，也就是要求吞吐量为99%。若无法满足会缩小新生代大小。
MaxGCPauseMillis	设置垃圾回收的最大停顿时间。若无法满足设置值，则会优先缩小新生代大小，仍无法满足的话则会牺牲吞吐量。

并发搜集器参数

名称	说明	备注
CMSInitiatingOccupancyFraction	触发CMS收集器的内存比例。比如60%的意思就是说，当内存达到60%，就会开始进行CMS并发收集。
UseCMSCompactAtFullCollection	在每一次CMS收集器清理垃圾后送一次内存整理。
CMSFullGCsBeforeCompaction	设置在几次CMS垃圾收集后，触发一次内存整理。

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