JVM调优：选择合适的GC collector

正文之前，先介绍一人：Jon Masamitsu。此人背景不详，不过他在SUN做的就是JVM，所以他的blog我认为是每一个想对JVM调优的人都应该读一读的。本文的很多观点和一些图也是取自他的blog。
blog link：http://blogs.sun.com/jonthecollector/ 

在他的一篇blog【1】中，写到了GC调优的最重要的三个选项：
排在第三位的是young generation在整个JVM heap中所占的比重；
排在第二位的是整个JVM heap的大小；
排在第一位的就是选择合适的GC collector，这也是本文的内容所在。

 

基本概念

 

先科普一些基本知识。JVM Heap在实现中被切分成了不同的generation（很多中文翻译成‘代’），比如生命周期短的对象会放在young generation，而生命周期长的对象放在tenured generation中，如下图（摘自【2】）。

 

当GC只发生在young generation中，回收young generation中的对象，称为Minor GC；当GC发生在tenured generation时则称为Major GC或者Full GC。一般的，Minor GC的发生频率要比Major GC高很多。
关于generation的知识，这里不多谈了，感兴趣的参见【2】，或者很多网上的文章。

上图（摘自【3】）很清楚的列出了JVM提供的几种GC collector。

其中负责Young Generation的collector有三种：
Serial ：最简单的collector，只有一个thread负责GC，并且，在执行GC的时候，会暂停整个程序（所谓的“stop-the-world”），如下图所示；

 

Parallel Scavenge： 
和Serial相比，它的特点在于使用multi-thread来处理GC，当然，在执行的时候，仍然会“stop-the-world”，好处在于，暂停的时间也许更短；

 

ParNew： 
它基本上和Parallel Scavenge非常相似，唯一的区别，在于它做了强化能够和CMS一起使用；

负责Tenured Generation的collector也有三种：
Serial Old： 
单线程，采用的是mark-sweep-compact回收方法（好吧，我承认我不知道什么是mark-sweep-compact，对我来说，只记住了它是单线程的），图示和Serial类似；

 

Parallel Old： 
同理，多线程的GC collector；

 

CMS： 
全称“concurrent-mark-sweep”，它是最并发，暂停时间最低的collector，之所以称为concurrent，是因为它在执行GC任务的时候，GC thread是和application thread一起工作的，基本上不需要暂停application thread，如下图所示；

 

6种collector介绍完了。不过，在设定JVM参数的时候，很少有人去分别制定young generation和tenured generation的collector，而是提供了几套选择方案：
-XX:+UseSerialGC： 
相当于”Serial” + “SerialOld”，这个方案直观上就应该是性能最差的，我的实验证明也确实如此；
-XX:+UseParallelGC： 
相当于” Parallel Scavenge” + “SerialOld”，也就是说，在young generation中是多线程处理，但是在tenured generation中则是单线程；
-XX:+UseParallelOldGC： 
相当于” Parallel Scavenge” + “ParallelOld”，都是多线程并行处理；
-XX:+UseConcMarkSweepGC： 
相当于"ParNew" + "CMS" + "Serial Old"，即在young generation中采用ParNew，多线程处理；在tenured generation中使用CMS，以求得到最低的暂停时间，但是，采用CMS有可能出现”Concurrent Mode Failure”（这个后面再说），如果出现了，就只能采用”SerialOld”模式了；
【3】中还提到了一个方案：UseParNewGC，不过我在其它地方很少看见有人用它，就不介绍了。