17_1_垃圾回收器_GC分类与性能指标、概述、Serial、ParNew、Parallel、CMS、面试

JVM垃圾回收器深度解析：类别、性能指标与经典选择

最新推荐文章于 2025-03-31 15:51:34 发布

原创

最新推荐文章于 2025-03-31 15:51:34 发布 · 1k 阅读

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

本文详细介绍了GC分类、评估指标，包括Serial、ParNew、Parallel、CMS和G1等经典收集器的历史发展、工作原理、性能优劣以及面试要点。掌握这些有助于理解并优化JVM内存管理。

1、GC分类与性能指标

吞吐量 = 运行用户代码的时间 / （运行用户代码的时间 + 内存回收的时间）
吞吐量优先，意味着在单位时间内，STW的时间最短。必然需要降低内存回收的执行频率。
垃圾收集开销：吞吐量的补数，垃圾收集所用时间与总运行时间的比例。
暂停时间：执行垃圾收集时，程序的工作线程被暂停的时间。
暂停时间优先，意味着尽可能让单次STW的时间最短。只能频繁的执行内存回收
收集频率：相对于应用程序的执行，收集操作发生的频率。
内存占用：Java堆区所占的内存大小。
快速：一个对象从诞生到被回收所经历的时间。

吞吐量、暂停时间、内存占用这三者共同构成一个“不可能三角”，主要抓住两点：吞吐量、暂停时间

现在JVM调优标准：在最大吞吐量优先的情况下，降低停顿时间（在可控的暂停时间内，尽量增加吞吐量）。

有了虚拟机，就一定需要收集垃圾的机制，这就是Garbage Collection，对应的产品我们称为Garbage Collector。

1999年随JDK1.3.1一起来的是串行方式的Serial GC，它是第一款GC。ParNew垃圾收集器是Serial收集器的多线程版本。
2002年2月26日，Parallel GC和Concurrent Mark Sweep GC跟随JDK1.4.2一起发布。
Parallel GC在JDK6之后成为HotSpot默认GC。
2012年，在JDK1.7u4版本中，G1可用。
2017年，JDK9中G1变成默认的垃圾收集器，以替代CMS。
2018年3月，JDK10中G1垃圾回收器的并行完整垃圾回收，实现并行性来改善最坏情况下的延迟。
2018年9月，JDK11发布。引入Epsilon 垃圾回收器，又被称为 "No-Op(无操作)“ 回收器。
同时，引入ZGC：可伸缩的低延迟垃圾回收器(Experimental)
2019年3月，JDK12发布。增强G1，自动返回未用堆内存给操作系统。同时引入Shenandoah GC：低停顿时间的GC（Experimental）。
2019年9月，JDK13发布。增强ZGC，自动返回未用堆内存给操作系统。
2020年3月，JDK14发布。删除CMS垃圾回收器。扩展ZGC在macOS和Windows上的应用

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

两个收集器间有连线，表明可以搭配使用。虚线表示已废除方案。
Serial Old 作为 CMS 出现“Concurrent Mode Failure” 失败的后备方案。
（红色虚线）由于维护和兼容性测试的成本，在 JDK8 时将Serial+CMS、ParNew+Serial Old这两个组合声明为Deprecated（JEP173），并在 JDK9 中完全取消了这些组合的支持（JEP214），即：移除。
（绿色虚线）JDK14 中：弃用ParallelScavenga 和 SerialOld GC 组合（JEP 366）
（青色虚线）JDK14 中：删除CMS垃圾回收器（JEP 363）
GC发展阶段：Serial -> Parallel（并行）->CMS（并发）->G1 -> ZGC