JVM 垃圾收集器

            线程私有:  java内存运行时区域,其中程序计数器、本地方法栈、虚拟机栈随着线程而生,随线程而终结;虚拟机栈中的栈帧随方法的进入和退出有条不紊地执行者出栈和入栈。每个栈帧中分配的内存基本上是类结构确定下来时就已知的(可认为编译期间已知),在这些区域不必过多考虑垃圾回收的问题,因为方法结束或线程退出后,内存自然会回收。

 线程共享: JVM堆和方法区。一个接口多个实现类需要的内存及一个方法中需要的内存也可能不一样,只有在程序运行期间才能知道会创建那些对象,这部分内存的分配和回收也是动态的,这是垃圾回收器所关注的内存块。

可达性分析算法:通过一系列称为“GC Roots”的对象作为起点,从这些节点向下搜索,所走过的路径称为引用链,没有与引用链相连的对象称为可回收对象。

可作为引用链GC Roots的对象有:

  • 虚拟机栈(栈帧中的本地变量表)中引用的对象;
  • 方法区中静态属性引用的对象;
  • 方法区中常量引用的对象;
  • 本地方法栈中JNI(一般所说的Native方法)引用的对象。

垃圾收集算法

标记-清除:分标记和清除两个阶段,先标记出所有需要回收的对象,在标记完成后统一回收。标记的对象即未与引用链相连的对象。这种算法的优缺点如下:

  • 效率问题:标记和清除两者效率都不高;
  • 空间问题:标记清除后会产生大量不连续内存空间碎片,如果碎片太多会导致后期需要分配大对象时,无法找到足够连续内存空间而不得不提前触发一次垃圾回收动作。

复制算法:应用于新生代内存空间。将内存容量等分为两块,先用完其中一块,就将其中存活的对象移到另一块,然后将已使用过的那块内存空间释放掉。内存回收每次针对整个半区回收,内存分配不用考虑碎片问题,效率高;但是内存使用率低。

现在商业虚拟机都是采用这种算法来回收新生代:将内存分为一块为Eden区和两块较小的Survivor区,每次使用Eden区和其中的一块Surivor区。当回收时将Eden和Surivior还存活的对象一起复制到另一块未使用的Surivior区中(如果已满会发一次Monitor GC),然后清空Eden和刚才使用过的Surivior区。HotSpot虚拟机默认Eden与Surivior区比例为8:1,也就是说每次新生代可用内存空间为整个新生代容量90%(Eden+S0),只有10%(S1)的内存浪费。

标记-整理算法:与标记清除算法不一样的地方是,标记后不是清除掉而是将存活的对象移到到一端,端边界外的内存移除掉。

在新生代中每次垃圾回收时都发现大批量对象死去,只有少量的对象存活下来,比较实用于复制算法进行内存回收;而老年代对象存活率高、没有额外空间对它分配担保,就必须使用标记-清理和标记-整理算法进行回收。

导致GC运行过程必须停顿JAVA执行线程的重要原因:在引用链可达性分析过程中,引用的对象关系是不能动态变化的,如果这点不能满足就无法保证分析结果的准确性。

CMS收集器:是一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器。运作过程:

  • 初始标记
  • 并发标记
  • 重新标记
  • 并发清除

 

 

### JVM垃圾收集器的工作原理 JVM中的垃圾收集器负责自动管理释放不再使用的内存资源。这一过程对于维护Java应用程序的性能至关重要[^1]。垃圾收集的主要目标是在不影响应用正常运行的前提下尽可能高效地回收无用对象所占有的空间。 #### 垃圾收集器类型及其特性 多种类型的垃圾收集器存在于现代版本的JVM中,每种都有各自的设计理念来适应特定应用场景下的需求: - **Serial GC**:适用于单核处理器的小规模应用环境,在年轻代采用复制算法,在老年代则使用标记-整理算法。 - **Parallel GC (也称为Throughput Collector)**:专为多CPU系统设计,旨在最大化吞吐量,即完成更多有用工作的比例相对于总执行时间而言。该收集器同样区分新生代与年老代,并分别运用不同的清理策略以达到最佳效果。 - **CMS (Concurrent Mark-Sweep) GC**:专注于降低暂停时间而非整体效率,适合于那些对响应速度敏感的服务端程序。它可以在后台逐步扫描存活对象并清除死亡对象而不必完全停止整个应用程序进程。 - **G1 (Garbage First) GC**:自JDK 7更新版引入以来成为默认选项之一,特别擅长处理具有大量活跃数据的大容量堆配置。G1将整个堆划分为多个固定大小的区域(region),并通过预测哪些地区最有可能包含可回收的空间来进行优先级排序。 - **ZGC Shenandoah GC**:这两种新型低延迟垃圾收集器是从JDK 11开始加入的支持超大型堆(可达数TB级别)的同时具备亚毫秒级别的短暂停滞特性的工具[ZGC][^5]。它们都采用了先进的并发技术使得大部分垃圾回收活动能够在不停止用户线程的情况下发生。 ### 如何选择合适的垃圾收集器? 选择最适合项目需求的垃圾收集器取决于具体的应用场景以及期望达成的目标。如果追求最高的吞吐率,则可能倾向于使用`Parallel GC`; 若更看重快速反应时间较低的停顿频率,那么像`CMS`, `G1`, 或者最新的`ZGC/Shenandoah`可能是更好的选择。值得注意的是,“最优”的方案并非永恒不变——随着业务逻辑的发展技术进步,原先选定的最佳实践可能会变得不合适,因此定期审查当前设置总是明智之举[^2]。 ### 性能调优建议 为了使选中的垃圾收集器发挥最大效能,可以通过调整一系列参数来进行精细化控制。这包括但不限于设定初始/最大堆尺寸(-Xms/-Xmx), 新生代占比(-XX:NewRatio), 生存阈值(-XX:+UseAdaptiveSizePolicy,-XX:MaxTenuringThreshold)等。此外,启用详细的日志记录功能可以帮助诊断潜在瓶颈所在之处,从而指导后续改进措施的方向。最终目的是找到一个平衡点,在满足服务等级协议(SLA)关于响应时间吞吐量的要求之间取得良好折衷。 ```bash java -Xms512m -Xmx4g -XX:+UseG1GC MyApplication ```
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值