一篇文章说清楚各种垃圾收集器及如何查看自己jvm使用的垃圾收集器

作者:jcmp      发布时间:2021-05-03      浏览量:0
展示了7种作用于不同分代的收集器,如果两

展示了7种作用于不同分代的收集器,如果两个收集器之间存在连线,就说明它们可以搭配使用。虚拟机所处的区域,则表示它是属于新生代收集器还是老年代收集器。

一般来说以下是对应JDK版本的垃圾收集器,绝大多数开发者也不会去重新设置。 jdk1.7 默认垃圾收集器Parallel Scavenge(新生代)+Parallel Old(老年代)。

jdk1.8 默认垃圾收集器Parallel Scavenge(新生代)+Parallel Old(老年代)。

jdk1.9 默认垃圾收集器G1

如何查看? cmd执行命令: java -XX:+PrintCommandLineFlags -version。

下面来分别对每一个收集器进行一一介绍。

1. Serial收集器(jdk1.3之前新生代唯一选择,单线程,Client模式下默认)。

但实际上到现在为止,它依然是虚拟机运行在Client模式下的默认新生代收集器。它也有着优于其他收集器的地方: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。

优点: 简单高效,单线程,独占式的垃圾回收。 缺点: 在内部自发的进行垃圾收集的,一旦开启,必须暂停其他线程。

如何设置:

-XX:+UseSerialGC

2、ParNew收集器(新生代,多线程,Server模式默认,配置与第一种几乎相同)。

ParNew收集器其实就是Serial收集器的多线程版本,除了使用多条线程进行垃圾收集之外,其余行为包括Serial收集器可用的所有控制参数(例如:-XX:SurvivorRatio、

(CMS这款收集器是HotSpot虚拟机中第一款真正意义上的并发(Concurrent)收集器,它第一次实现了让垃圾收集线程与用户线程(基本上)同时工作。)后面介绍。

ParNew收集器在单CPU的环境中绝对不会有比Serial收集器更好的效果,甚至由于存在线程交互的开销,该收集器在通过多线程技术实现的两个CPU的环境中都不能百分之百地保证可以超越Serial收集器。可以使用-XX:ParallelGCThreads参数来限制垃圾收集的线程数。但是随着CPU数量的变多,对于GC时系统资源的有效利用还是很有好处的。它默认开启的收集线程数与CPU的数量相同。

理解两个概念:

● 并行(Parallel):指多条垃圾收集线程并行工作,但此时用户线程仍然处于等待状态。

●并发(Concurrent):指用户线程与垃圾收集线程同时执行(但不一定是并行的,可能会交替执行),用户程序在继续运行,而垃圾收集程序运行于另一个CPU上。

如何设置:

-XX:+UseParNewGC

Parallel Scavenge收集器提供了两个参数用于精确控制吞吐量,分别是控制最大垃圾收集停顿时间的-XX:MaxGCPauseMillis参数。

MaxGCPauseMillis参数允许的值是一个大于0的毫秒数,收集器将尽可能地保证内存回收花费的时间不超过设定值。不过大家不要认为如果把这个参数的值设置得稍小一点就能使得系统的垃圾收集速度变得更快,GC停顿时间缩短是以牺牲吞吐量和新生代空间来换取的:系统把新生代调小一些,收集300MB新生代肯定比收集500MB快吧,这也直接导致垃圾收集发生得更频繁一些,原来10秒收集一次、每次停顿100毫秒,现在变成5秒收集一次、每次停顿70毫秒。停顿时间的确在下降,但吞吐量也降下来了。

直接设置吞吐量大小的-XX:GCTimeRatio参数。

GCTimeRatio参数的值应当是一个大于0且小于100的整数,也就是垃圾收集时间占总时间的比率,相当于是吞吐量的倒数。如果把此参数设置为19,那允许的最大GC时间就占总时间的5%(即1/(1+19)),默认值为99,就是允许最大1%(即1/(1+99))的垃圾收集时间。

-XX:+UseParallelGC

4 Serial Old收集器(Serial收集器的老年代版本标记-整理算法,Client模式)。

如何设置: 跟上一个一样

5、Parallel Old收集器(Parallel Scavenge的老年版,标记-整理”算法)。

Parallel Old是Parallel Scavenge收集器的老年代版本,使用多线程和“标记-整理”算法。这个收集器是在JDK 1.6中才开始提供的。

在此之前,新生代的Parallel Scavenge收集器一直处于比较尴尬的状态。原因是,如果新生代选择了Parallel Scavenge收集器,老年代除了Serial Old(PS MarkSweep)收集器外别无选择(还记得上面说过Parallel Scavenge收集器无法与CMS收集器配合工作吗?)。由于老年代Serial Old收集器在服务端应用性能上的“拖累”,使用了Parallel Scavenge收集器也未必能在整体应用上获得吞吐量最大化的效果,由于单线程的老年代收集中无法充分利用服务器多CPU的处理能力,在老年代很大而且硬件比较高级的环境中,这种组合的吞吐量甚至还不一定有ParNew加CMS的组合“给力”。

直到Parallel Old收集器出现后,“吞吐量优先”收集器终于有了比较名副其实的应用组。

如何设置:

-XX:+UseParallelOldGC

6、CMS收集器(以获取最短回收停顿时间为目标,并发收集、基于标记清除算法)。

CMS(Concurrent Mark Sweep)收集器是一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器。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。从名字(包含“Mark Sweep”)上就可以看出,CMS收集器是基于“标记—清除”算法实现的,它的运作过程相对于前面几种收集器来说更复杂一些,整个过程分为4个步骤,包括:

初始标记(CMS initial mark) 并发标记(CMS concurrent mark) 预清理 重新标记(CMS remark) 并发清除(CMS concurrent sweep) 并发重置。

​ 其中,初始标记、重新标记这两个步骤仍然需要“Stop The World”。初始标记仅仅只是标记一下GC Roots能直接关联到的对象,速度很快,并发标记阶段就是进行GC RootsTracing的过程,而重新标记阶段则是为了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一般会比初始标记阶段稍长一些,但远比并发标记的时间短。

主要优点在名字上已经体现出来了:并发收集、低停顿。是一个并行垃圾处理器,用户线程与垃圾回收线程一起运行(不包括前两个标记)。

缺点: 1.CMS收集器无法处理浮动垃圾 ​ 2.使用的是“标记—清除”算法实现的收集器,容易产生大量空间碎片。 3.对CPU资源比较敏感,,面向并发设计的程序对CPU资源都非常敏感的,受CPU的数量影响会比较大。数量越小,影响越大。

如何设置开启

-XX:+UseConcMarkSweepGC //使用cms垃圾处理器-XX:-CMSPrecleaningEnabled //不进行预处理-XX:ConcGCThreads 或者 -XX:ParallelCMSThreads 参数手工预定并发线程数-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction 控制达到一定阙值后,进行CMS回收,默认是68.如果应用程序内存增长很快,则需要,应该降低这个阙值。如果增长很慢,则需要设置一个较大的值。大的阙值可以有效降低触发垃圾回收的频率由于CMS是使用标记清楚算法,每次清楚后会造成大量的内存碎片,离散的可用空间无法分配到较大的对象,这种情况下,即使对内存有较大剩余空间,也有可能被迫进行一次垃圾回收,因此可以使用以下参数-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection 开关可以使CMS在垃圾回收完成后进行一次内存碎片整理,压缩整理-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction 可以用于设定多少次垃圾回收后,进行一次内存整理。

CMS日志分析

可以看到包含了初识化标记、并发标记、预处理、重新标记、并发清理、重置等几个重要阶段。

在使用CMS回收时,如果需要使用Perm区,那么默认情况下,还是需要触发一次fullGC。

可以使用以下参数:

-XX:+CMSClassUnloadingEnabled 开关 使用后,如果条件允许,系统会使用CMS的机制回收Perm区的class日志。

7 G1收集器(最高效)可以慢慢看,慢慢理解(主流)

G1是一款面向服务端应用的垃圾收集器。HotSpot开发团队赋予它的使命是(在比较长期的)未来可以替换掉JDK 1.5中发布的CMS收集器。与其他GC收集器相比,G1具备如下特点。

并行与并发、分代收集的垃圾收集算法、可预测的停顿、空间整合。

​ 并行与并发:G1能充分利用多CPU、多核环境下的硬件优势,使用多CPU(CPU或者CPU核心)来缩短Stop-The-World停顿的时间,部分其他收集器原本需要停顿Java线程执行的GC动作,G1收集器仍然可以通过并发的方式让Java程序继续执行。

​ 分代收集:与其他收集器一样,分代概念在G1中依然得以保留。虽然G1可以不需要其他收集器配合就能独立管理整个GC堆,但它能够采用不同的方式去处理新创建的对象和已经存活了一段时间、熬过多次GC的旧对象以获取更好的收集效果。

​ 空间整合:与CMS的“标记—清理”算法不同,G1从整体来看是基于“标记—整理”算法实现的收集器,从局部(两个Region之间)上来看是基于“复制”算法实现的,但无论如何,这两种算法都意味着G1运作期间不会产生内存空间碎片,收集后能提供规整的可用内存。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。

想要更深入的理解G1,可以去该地址看: https://juejin.im/post/5d6fbdac51882559c41624b5。

来自《深入理解JVM虚拟机》JVM高级特性与最佳实现。

《实战java虚拟机》