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深入理解JVM(5)——HotSpot垃圾收集器详解

时间:2019-03-31 18:07:30      阅读:183      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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HotSpot虚拟机提供了多种垃圾收集器,每种收集器都有各自的特点,没有最好的垃圾收集器,只有最适合的垃圾收集器。根据新生代和老年代各自的特点,我们应该分别为它们选择不同的收集器,以提升垃圾回收效率。

新生代垃圾收集器:

  1. Serial垃圾收集器

a)        单线程:只开启一条GC线程进行垃圾回收,并且在垃圾回收过程中停止一切用户线程,从而用户的请求或图形化界面会出现卡顿。

b)        适合客户端应用

c)        简单高效:由于Serial收集器只有一条GC线程,因此避免了线程切换的开销,从而简单高效。

d)        采用“复制”算法

  1. ParNew垃圾收集器:ParNew是Serial的多线程版本

a)        多线程并行执行:ParNew由多条GC线程并行地进行垃圾清理。但清理过程仍然需要停止一切用户线程。但由于有多条GC线程同时清理,清理速度比Serial有一定的提升。

b)        适合多CPU的服务器环境

c)        采用“复制算法”

d)        追求“降低停顿时间”:和Serial相比,ParNew使用多线程的目的就是缩短垃圾收集时间,从而减少用户线程被停顿的时间。

e)        和Serial的对比:ParNew和Serial唯一的区别就是使用了多线程进行垃圾回收,在多CPU的环境下性能比Serial会有一定程度的提升;但线程切换需要额外的开销,因此在单CPU环境中表现不如Serial。

  1. Parallel Scavenge垃圾收集器:Parallel Scavenge和ParNew一样都是多线程、新生代收集器,都使用“复制”算法进行垃圾回收。但它们有个巨大的不同点:ParNew收集器追求降低用户线程的停顿时间,因此适合交互式应用;而Parallel Scavenge追求CPU吞吐量,能够在较短的时间内完成指定任务,因此适合没有交互的后台计算。

a)        什么是吞吐量:吞吐量是指用户线程运行时间占CPU总时间的比例。CPU总时间包括:用户线程运行时间 和 GC线程运行的时间。因此,吞吐量越高表示用户线程运行时间越长,从而用户线程能够被快速处理完。

b)        降低停顿时间的两种方式

                               i.              在多CPU环境中使用多条GC线程,从而垃圾回收的时间减少,从而用户线程停顿的时间也减少

                             ii.              实现GC线程与用户线程并发执行。所谓并发,就是用户线程与GC线程交替执行,从而每次停顿的时间会减少,用户感受到的停顿感降低,但线程之间不断切换意味着需要额外的开销,从而垃圾回收和用户线程的总时间将会延长。

老年代垃圾收集器

  1. Serial Old垃圾收集器:

a)        Serial Old收集器是Serial的老年代版本

b)        单线程,在垃圾收集时只启动一条GC线程

c)        适合客户端应用

d)        它们唯一的区别就是Serial Old工作在老年代,使用“标记-整理”算法;而Serial工作在新生代,使用“复制”算法。

  1. ParNew Old垃圾收集器:Parallel Old收集器是Parallel Scavenge的老年代版本,一般它们搭配使用,追求CPU吞吐量。它们在垃圾收集时都是由多条GC线程并行执行,并停止一切用户线程。因此,由于在垃圾清理过程中没有使垃圾收集和用户线程并行执行,因此它们是追求吞吐量的垃圾收集器。
  2. CMS垃圾收集器:CMS收集器是一款追求停顿时间的老年代收集器,它在垃圾收集时使得用户线程和GC线程并行执行,因此在垃圾收集过程中用户也不会感受到明显的卡顿。但用户线程和GC线程之间不停地切换会有额外的开销,因此垃圾回收总时间就会被延长。
  3. CMS的缺点:

a)        吞吐量:由于CMS在垃圾收集过程使用用户线程和GC线程并行执行,从而线程切换会有额外开销,因此CPU吞吐量就不如在垃圾收集过程中停止一切用户线程的方式来的高。

b)        无法处理浮动垃圾,导致频繁的FullGC:由于垃圾清除过程中,用户线程和GC线程并发执行,也就是用户线程仍在执行,那么在执行过程中会产生垃圾,这些垃圾称为“浮动垃圾”。 如果CMS在垃圾清理过程中,用户线程需要在老年代中分配内存时发现空间不足时,就需要再次发起Full GC,而此时CMS正在进行清除工作,因此此时只能由Serial Old临时对老年代进行一次Full GC。

c)        使用标记-清除算法或者是标记-整理算法容易产生碎片空间

通用垃圾收集—G1垃圾收集器:目前为止最牛逼的垃圾收集器

  1. G1垃圾收集器的特点:

a)        追求停顿时间

b)        多线程GC

c)        面向服务器端使用

d)        标记-整理和复制算法合并,不会产生碎片内存

e)        可对整个堆内存进行垃圾回收

f)         可以预测停顿时间

  1. G1垃圾收集器的内存模型:G1垃圾收集器没有新生代和老年代的概念了,而是将堆划分为一块块独立的Region(区域)。当要进行垃圾收集时,首先估计每个Region中的垃圾数量,每次都从垃圾回收价值最大的Region开始回收,因此可以获得最大的回收效率。
  2. Remembered Set:一个对象和它内部所引用的对象可能不在同一个Region中,那么当垃圾回收时,每个Region都有一个Remembered Set,用于记录本区域中所有对象引用的对象所在的区域,从而在进行可达性分析时,只要在GC Roots中再加上Remembered Set即可防止对所有堆内存的遍历。

深入理解JVM(5)——HotSpot垃圾收集器详解

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原文地址:https://www.cnblogs.com/BaoZiY/p/10632219.html

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