Java 垃圾收集器

原创天涯问路 最后发布于2019-12-05 14:46:21 阅读数 32  已收藏
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面试 GC 相关的问题有：

垃圾回收算法有哪些：引用计数、复制、标清、标压
垃圾收集器有哪些：Serial、Parallel、CMS、G1、ZGC
垃圾回收的方式有哪些：串行、并行、并发标记清理、分区并发------分别对应上方垃圾收集器
GC 算法（引用计数、复制、标清、标压）是理论，垃圾收集器是具体实现

主要垃圾收集器：

串行垃圾收集器-Serial：为单线程环境设计且只使用一个线程进行回收，会暂停所有的用户线程。所以不适合服务器环境
并行垃圾收集器-Parallel：多个垃圾回收线程并行工作，此时用户线程是暂停的，适用于科学计算、大数据处理、首台处理等弱交互场景
并发垃圾收集器-CMS（ConcMarkSweep）：并发标记清除。用户线程和垃圾收集器线程同时执行（不一定是并行，也可能是交替执行），不需要暂停用户线程。互联网公司多用它，适用于对响应时间有要求的场景
G1-GarbageFirst：将对内存分割成不同的区域然后并发的进行垃圾回收
ZGC ( java11 之后新增 ) 
如何查看默认的垃圾收集器：

Terminal 输入命令：java -XX:+PrintCommandLineFlags -version

java -XX:+PrintCommandLineFlags -version
-XX:InitialHeapSize=267121280 
-XX:MaxHeapSize=4273940480 
-XX:+PrintCommandLineFlags 
-XX:+UseCompressedClassPointers 
-XX:+UseCompressedOops 
-XX:-UseLargePagesIndividualAllocation 
-XX:+UseParallelGC
java version "1.8.0_162"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_162-b12)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.162-b12, mixed mode)
可以看到 -XX:+UseParallelGC ，即使用的是并行垃圾收集器

默认垃圾收集器有：

UseSerialGC
UseSerialOldGC（已弃用）
UseConcMarkSweepGC
UseParNewGC
UseParallelGC
UseParallelOldGC
UseG1GC

     由上图可知，新生代（Young Gen）用 Serial、Parallel、ParNew这三种垃圾收集器；老年代（Old Gen）用SerialOld、ParallelOld、ConcMarkSweep这三种垃圾收集器。而G1两者都可用。

项目中如何选择垃圾收集器

单 CPU 或小内存，单机程序： -XX:+UseSerialGC
多 CPU ，需要大吞吐量，如后台计算型应用：-XX:+UseParallelGC 或者 -XX:+UseParallelOldGC
多 CPU，追求低停顿时间，需快速响应如互联网应用：-XX:+UseConcMarkSweepGC 或者 -XX:+UseParNewGC

如何查看当前用的是哪个垃圾收集器：

Terminal输入命令：jps -l ，获取进程编号
Terminal输入命令：jinfo -flag UseParallelGC 进程编号，输出 -XX:+UseParallelGC 说明是用的该类收集器；输出                -XX:-UseParallelGC 说明不是该类收集器。+相当于是，-相当于不是。
G1垃圾收集器

       G1-GarbageFirst 是一种服务器端的垃圾收集器，应用在多处理器和大容量内存环境中，在实现高吞吐量的同时，尽可能满足垃圾收集暂停时间的要求。另外还有以下特性：

与 CMS 收集器一样，可以和应用程序并发执行
整理空闲空间更快
需要更多的时间来预测 GC 的停顿时间
不希望牺牲大量的吞吐性能
不需要大量的 Java Heap
相比之下，以前收集器的特点：

年轻代和老年代是各自独立且连续的内存块
年轻代收集使用单 eden+S0+S1进行复制算法
老年代收集必须扫描整个老年代区域
都是以尽可能少而快速的执行GC为设计原则
       CMS 收集器虽然减少了暂停应用程序的运行时间，但还是存在着内存碎片的问题，于是，为了解决内存碎片的问题，同时又保留低暂停时间的有点，Java7 就发布了一个 G1垃圾收集器。

       G1 收集器的设计，目的就是为了取代 CMS 收集器，G1 与 CMS 相比，有何区别？（面试题）

有整理内存过程，不会产生很多内存碎片
STW（Stop The World）更可控，G1 在停顿时间上添加了预测机制，让用户可以手动配置停顿时间
       G1 是在 2012年才在jdk1.7u4中可用。oracle计划在jdk9中将 G1 变成默认的垃圾收集器以替代 CMS 。它是一款面向服务端应用的收集器，主要应用在多 CPU 和大内存服务器环境下，极大减少垃圾收集的停顿时间，全面提升服务器的性能，逐步替换 java8 以前的 CMS 收集器。

主要改变是 Eden、Survivor和Tenured等内存区域不是连续的了，而是变成了一个个大小一样的 region，每个region从1M到32M不等，一个 region 可能属于 Eden、Survivor 或者 Tenured内存区域。

G1 特点总结：

能充分利用多 CPU、多核环境的硬件优势，尽量缩短 STW
整体上采用 “标记-压缩” 算法，局部使用 “复制” 算法，不会产生内存碎片
宏观上不再区分 “老年代” 和 “新生代” ，把内存划分成独立的子区域 —Region
将整个内存区域混合在一起，但其本身依然在小范围内要进行年轻代和老年代的区分，保留了新生代和老年代，但他们不再是物理隔离的，而是一部分 Region 的集合且不需要 Region是连续的，也就是说依然会采用不同的 GC 方式来处理不同区域
G1 虽然也是分代收集器，但整个内存区不存在物理上的年轻代和老年代的区别，也不需要完全独立的survivor（to space）堆做复制准备。G1 只有逻辑上的分代概念，或者说每一个分区都可能随 G1 的运行在不同的代之间前后切换。
最大的好处是化整为零，避免全内存扫描，只需按照区域扫描。
 
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