JVM系列文章
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目录
8.7.4.3. Young Collection + Concurrent Mark
8.6. 垃圾回收-算法
8.6.1. 算法评判标准
Java垃圾回收过程会通过单独的GC线程来完成，但是不管使用哪一种GC算法，都会有部分阶段需要停止所有的用户线程。这个过程被称之为StopTheWorld简称STW，如果STW时间过长则会影响用户的使用。
评判GC算法从三个维度:
- 吞吐量:吞吐量越大说明GC算法效率越高,吞吐量=(代码执行时间)/(代码执行时间+GC时间)
- 最大暂停时间:最大STW时间越小效率越高,最大暂停时间指的是所有垃圾回收过程STW的最大值
- 堆的使用效率:不同的垃圾回收算法堆堆的使用效率是不同的,标记-整理算法可以使用完整的堆,而复制算法将堆一分为二,只能使用一半的堆
一般来说,堆内存越大,最大STW就越长,想减少最大STW,就会减少吞吐量,不同的GC算法适用于不同的场景
8.6.2. 标记-清除算法
标记清除算法分为两个阶段:
- 标记:先沿着GC Roots对象的引用链寻找未被引用的对象,标记起来
- 清除:将未被引用的对象垃圾回收掉
标记清除算法的优缺点:
- 优点:效率高速度快
- 缺点:容易产生内存碎片,分配新的对象时需要遍历整个空间才能得出是否有空间分配
8.6.3. 标记-整理算法
标记整理算法
- 介绍:在标记清除算法的基础上多一步整理内存空间过程
- 优点:不会产生内存碎片
- 缺点:移动对象会改变所有引用了该地址的对象,速度慢
8.6.4. 复制算法
复制算法
- 介绍:开辟两块一模一样的内存空间,先标记未应用的对象后,将已引用的对象复制到未使用的内存空间,清空原来空间,再交换两者的位置
- 优点:不会产生内存碎片
- 缺点:占用双倍内存空间
8.6.5. 分代垃圾回收算法
8.6.5.1. 分代垃圾回收算法-结构
分代回收算法将整个堆中的区域划分为新生代和老年代
- 新生代:存放存活时间短的对象
-
- eden区:
- survivor s0
- survivor s1
- 老年代:存放存活时间长的对象
8.6.5.2. 对象存储和垃圾回收过程
- 对象首先分配在eden区中
- eden区内存不足时会触发minor gc,eden区和survivor From区存活的对象使用复制算法复制到survivor to区中,存活对象寿命+1,并交换From和To区,以此往复
- minor gc会触发一次stop the world,暂停其他用户线程,等待垃圾回收完毕,用户线程才恢复运行
- 当对象寿命达到阈值时会转移到老年代中,最大寿命是15
- 老年代内存不足时,会先尝试触发minor gc,如果内存仍不足,会触发full gc,stw时间更长,采用的是标记整理算法
--超过新生代大小的大对象会直接晋升到老年代
8.6.5.3. 相关JVM参数
8.7. 垃圾回收器
8.7.1. 串行垃圾回收器
- 特点:单线程,垃圾回收时其他线程都暂停
- 使用场景:堆内存较小,单核CPU
- 流程图:serial新生代(复制)+serialOld(标记整理)
8.7.2. 吞吐量优先垃圾回收器
- 特点:多线程,尽可能让每次stop the world回收的垃圾数量多,类似多食少餐,并行,多个CPU运行单个垃圾回收线程
- 使用场景:堆内存较大,多核CPU
- 流程图:
-
- -XX:+UseParallelGC~-XX:+UseParallel0ldGC:开启并行垃圾回收器,这个参数同时影响新生代和老年代,JDK8下默认开启
- -XX:+UseAdaptiveSizePolicy:采用动态自适应新生代大小空间分配
- -XX:GCTimeRatio=ratio:调整吞吐量大小,垃圾回收时间=1/(1+radio)
- -XX:MaxGCPauseMillis=ms:调整暂停时间
- -XX:ParallelGCThreads=n:控制parallelgc工作时的线程数
8.7.3. 响应时间优先垃圾回收器
- 特点:多线程,尽可能让每次stop the world的时间尽可能短,类似少食多餐,并发,单个CPU运行垃圾回收线程和用户线程,只有在并发gc清理垃圾速度跟不上垃圾产生速度的时候才会产生full gc
- 使用场景:堆内存较大,多核CPU
- 流程图:
-
- -XX:+UseConcMarkSweepGC~-XX:+UseParNewGC~SerialOld
- XX:ParallelGCThreads=n~-XX:ConcGCThreads=threads-
- XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=percent-
- XX:+CMSScavengeBeforeRemark
8.7.4. G1
- 定义:garbage first,只有在并发gc清理垃圾速度跟不上垃圾产生速度的时候才会产生full gc
- 适用场景:
-
- 同时注重吞吐量和低响应时间,默认STW时间是200ms
- 超大堆内存,会将堆划分为多个大小相等的区域
- 整体上是标记整理算法,两个区域之间是复制算法
- 相关JVM参数
-
- -XX:+UseG1GC:JDK8以前开启G1垃圾回收器
- -XX:G1HeapRegionSize=size
- -XX:MaxGCPauseMillis=time
8.7.4.1. G1垃圾回收阶段
8.7.4.2. Young Collection
- 初始创建的对象存放在eden区
- 经历一次垃圾回收后对象存放在survivor区
- 对象寿命达到阈值后经过复制算法存放在老年代
8.7.4.3. Young Collection + Concurrent Mark
- Young GC时会进行GC Root的初始标记
- 老年代占用堆空间的比例达到阈值时,会触发并发标记
- -XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=percent(默认45%):调整阈值
8.7.4.4. Mixed Collection
- 会对eden区,survivor区,老年代的对象进行full gc
- 优先回收垃圾最多的区域,保证一次回收的垃圾释放最多的空间
- 最终标记会stw
- 拷贝存货会stw
- -XX:MaxGCPauseMillis=ms
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