JVM垃圾收集器

前言：

垃圾回收器从线程运行情况分类有三种

• 串行回收，Serial回收器，单线程回收，全程stw；
  • 缺点是只有一个线程，执行垃圾回收时程序停止的时间比较长
• 并行回收，名称以Parallel开头的回收器，多线程回收，全程stw；
  • 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。
  • 多个线程执行垃圾回收适合于吞吐量的系统，回收时系统会停止运行 高并发项目适合
• 并发回收，cms与G1，多线程分阶段回收，只有某阶段会stw；
  • 指用户线程与垃圾收集线程同时执行(但不一定是并行的，可能会交替进行)，用户程序在继续镜像，而垃圾收集程序运行于另一个CPU上。

下面常用的四个收集器：

1.Serial收集器(复制算法)

• 串行收集器是最古老，最稳定以及效率高的收集器，可能会产生较长的停顿，只使用一个线程去回收。
• 新生代、老年代使用串行回收；新生代复制算法、老年代标记-压缩；
• 垃圾收集的过程中会Stop The World(服务暂停)
• 一个单线程的收集器，在进行垃圾收集时候，必须暂停其他所有的工作线程直到它收集结束。
• 通过JVM参数-XX:+UseSerialGC可以使用串行垃圾回收器。

特点：CPU利用率最高，停顿时间即用户等待时间比较长。

适用场景：小型应用

2.ParNew收集器(停止-复制算法)

• ParNew收集器其实就是Serial收集器的多线程版本。
• 新生代并行，老年代串行；新生代复制算法、老年代标记-压缩
• 参数控制：-XX:+UseParNewGC ParNew收集器。-XX:ParallelGCThreads 限制线程数量。
• 新生代并行，老年代串行目的：回收频率决定的。

3.Parallel 收集器 (停止-复制算法)

• Parallel Scavenge收集器类似ParNew收集器。
• Parallel收集器更关注系统的吞吐量(并行的)。可以通过参数来打开自适应调节策略，虚拟机会根据当前系统的运行情况收集性能监控信息，动态调整这些参数以提供最合适的停顿时间或最大的吞吐量
• 也可以通过参数控制GC的时间不大于多少毫秒或者比例；新生代复制算法、老年代标记-压缩
• 通过JVM参数-XX:+UseParallelGC 打开并发标记扫描垃圾回收器。

采用多线程来通过扫描并压缩堆 特点：停顿时间短，回收效率高，对吞吐量要求高。 适用场景：大型应用，科学计算，大规模数据采集等。

 

4.CMS收集器(标记-清理算法)

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应用都集中在互联网站或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。 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要更复杂一些，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)
• 重新标记(CMS remark)
• 并发清除(CMS concurrent sweep)

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 Roots Tracing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。

由于整个过程中耗时最长的并发标记和并发清除过程中，收集器线程都可以与用户线程一起工作，所以总体上来说，CMS收集器的内存回收过程是与用户线程一起并发地执行。老年代收集器(新生代使用ParNew)
通过JVM参数 -XX:+UseConcMarkSweepGC设置

优点:

并发收集、低停顿、响应时间快

缺点：

1.对CPU资源非常敏感

2.CMS收集器无法处理浮动垃圾，即清除时用户进程同时产生的垃圾，只能等到下次GC时回收，并发阶段会降低吞吐量

3.因为是使用“标记-清除”算法，所以会产生大量碎片

特点：响应时间优先，减少垃圾收集停顿时间，适用于对响应时间要求高的系统

适应场景：大型服务器等。

5.G1收集器

在G1中，堆被划分成 许多个连续的区域(region)。采用G1算法进行回收，吸收了CMS收集器特点。

特点：支持很大的堆，高吞吐量

• 支持多CPU和垃圾回收线程
• 在主线程暂停的情况下，使用并行收集
• 在主线程运行的情况下，使用并发收集

实时目标：可配置在N毫秒内最多只占用M毫秒的时间进行垃圾回收

通过JVM参数 -XX:+UseG1GC 使用G1垃圾回收器

注意: 并发是指一个处理器同时处理多个任务。 并行是指多个处理器或者是多核的处理器同时处理多个不同的任务。 并发是逻辑上的同时发生(simultaneous)，而并行是物理上的同时发生。 来个比喻：并发是一个人同时吃三个馒头，而并行是三个人同时吃三个馒头。