JVM學習-垃圾收集器

虛擬機有許多的垃圾收集器可以選擇，這裏簡單的記錄分享下每個收集器的特點

一、Serial

1. 歷史最久，曾經是新生代唯一選擇
2. 單線程，進行時暫停所有用戶線程-Stop The World
3. Client模式下默認新生代收集器
4. 單個線程更加高效簡單，沒有線程交互開銷，一般client應用內存使用不大，停頓時間很短

二、ParNew

1. Serial的多線程版本，控制參數、收集算法、Stop The World、對象分配策略、回收策略相同
2. 新生代收集器
3. 除了Serial已外，只有ParNew可以與CMS配合使用
4. 單CPU環境下，性能差於Serial
5. 默認下GC線程數與CPU數相同，可配置（-XX: ParallelGCThreads）

三、Parallel Scavenge

1. 新生代收集器，採用複製算法
2. 並行多線程收集
3. 目標不是縮短停頓時間，而是達到可控制的吞吐量：CPU運行用戶線程時間與CPU總消耗時間比
4. 爲了更高效率利用CPU時間
5. 兩個參數控制吞吐量：最大停頓時間：-XX:MaxGCPauseMillis（>0），直接吞吐量大小：-XX:GCTimeRatio(0~100)
6. 儘可能保證停頓時間不超過設置值，
7. 短停頓時間以犧牲吞吐量和新生代空閒換取，GC更頻繁，吞吐量下降
8. GCTimeRatio 吞吐量倒數，默認值99，即最大1% GC時間
9. 吞吐量優先
10. 自動化開關參數：-XX:+UseAdaptiveSizePolicy，不需手動設置新生代大小（-Xmn）、Eden與Survivor區比例（-XX:SurvivorRatio）、晉升老年代年齡（-XX:PretenureSizeThreadhold），虛擬機GC自適應調節策略：動態調整這些參數提供最適合的停頓時間或最大吞吐量
11. 同是多線程並行，自適應調節是與ParNew最大的區別

四、Serial Old

1. Serial的老年代版本
2. 單線程
3. 標記-整理 算法
4. 主要用於Client模式

五、Parallel Old

1. Parallel Scavenge 老年代版本
2. 並行多線程
3. 標記-整理 算法
4. 在此收集器發佈前，Parallel Scavenge 只能與Serial Old配置使用，二Serial Old在服務端應用性能較差
5. 與Parallel Scavenge 配合，吞吐量優先

六、CMS

1. Concurrent Mark Sweep，併發低停頓
2. 以最短停頓時間爲目標
3. 標記-清除 算法
4. 收集四個階段：初始標記、併發標記、重新標記、併發清除
5. 初始標記：Stop The World，快速標記GC Roots直接關聯對象
6. 併發標記：併發可達性分析
7. 重新標記，Stop The World，修正併發階段對象引用變動導致的變更
8. 最耗時的併發標記、併發清除可以與用戶線程一起工作
9. 對CPU資源敏感，多線程併發程序通常都是這樣，當CPU數少，或CPU資源緊張，性能下降
10. 無法處理浮動垃圾，可能出現Concurrent Mode Failure 導致另一次Full GC；
11. 浮動垃圾（Floating Garbage）：併發清理階段用戶線程還在運行，這個階段新產生的垃圾不會在該次GC回收，因爲已經過了標記階段；
12. 不可在老年代幾乎用完才啓動GC，必須保留較大一部分空間，用於GC中程序繼續運行所需，默認68%
13. 通過-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction控制這個百分比，設置過高會導致“Concurrent Mode Failure”，過低又導致頻繁GC
14. CMS GC期間，出現內存不出會出現“Concurrent Mode Failure”失敗，虛擬機將會啓動後背方案，保證內存分配：臨時啓動Serial Old 重新一次老年代GC，導致長停頓
15. 標記-清除 算法導致內存碎片，大對象分配難，導致頻繁GC，運行控制Full GC 時開啓合併整理，但是會導致停頓時間加長

七、G1（Garbage-First）

1. JDK1.7 最新，面向服務端應用
2. 併發、並行：充分利用多CPU
3. 分代收集，可管理整個堆，包括新生代和老年代
4. 標記-整理 、複製 算法，GC不產生碎片
5. 低停頓，可預測停頓時間模式
6. 內存分區域管理（保留新生代和老年代概念）
7. 分區域進行GC，避免全區域GC，高回收價值區域（單位時間內回收更多的內存空間）優先回收，可控制停頓時間