JVM(五)——七种垃圾回收器

在 JVM 中,常见的七种垃圾回收器包括:

1、Serial 垃圾回收器(串行回收器)

  • 单线程执行垃圾回收,在进行垃圾回收时,会暂停所有用户线程。
  • 适用于小型应用和单核 CPU 环境。

2、ParNew 垃圾回收器

  • 是 Serial 回收器的多线程版本。
  • 常用于与 CMS 回收器配合使用。

3、Parallel Scavenge 回收器

  • 关注的是吞吐量(运行用户代码的时间 / 总运行时间)。
  • 可以通过参数来调整垃圾回收的时间和频率。

4、Serial Old 回收器

  • 是 Serial 回收器的老年代版本。

5、Parallel Old 回收器

  • 是 Parallel Scavenge 回收器的老年代版本。

6、CMS(Concurrent Mark Sweep)回收器

  • 以获取最短回收停顿时间为目标,是一种并发的垃圾回收器。
  • 分为初始标记、并发标记、重新标记、并发清除四个阶段。

7、G1(Garbage-First)回收器

  • 面向服务端应用,将堆内存划分为多个大小相等的区域。
  • 可以预测停顿时间,并优先回收价值最大的区域。

例如,在一个对响应时间要求较高的 Web 应用中,可能会选择 CMS 或 G1 回收器;而对于后台批量处理任务,更注重吞吐量,可能会选择 Parallel Scavenge 搭配 Parallel Old 回收器。

### JVM 内存模型 Java 虚拟机(JVM)内存被划分为多个不同的区域,这些区域各自承担特定的任务并具有独特的特性。 #### 方法区 方法区存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译后的代码等数据。此部分可以设置参数`-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError`使得在发生 `OutOfMemoryError` 错误时生成堆转储文件以便分析[^2]。 #### 堆 堆是所有线程共享的一块最大的内存区域,在几乎所有的应用中都是垃圾收集器管理的主要对象。它又细分为新生代和老年代两个子域: - **新生代 (Young Generation)**:大多数情况下新创建的对象都会优先分配在此处。由于这部分经常有大量短生命周期的对象产生,因此频繁执行年轻代回收即Minor GC/Young GC。 - **老年代 (Old Generation)**:经过多次存活下来的对象会被晋升到老年代。这里发生的Full GC涉及整个堆空间,包括永久代或元空间,通常频率较低但耗时较长。 #### Java栈 每个线程都有独立的一个Java栈,它是用来保存局部变量表、操作数栈、动态链接、返回地址等信息的地方。每当启动一条新的线程就会为其创建相应的Java栈实例。 #### 本地方法栈 与Java栈作用相似,不过这里是专门为Native Method服务的空间。 #### PC寄存器 程序计数器是一块较小的内存空间,它的唯一目的是记录当前线程所执行字节码指令的位置。 #### 直接内存 虽然不属于传统意义上的JVM运行时数据区组成部分之一,但在某些场景下也会涉及到直接内存的操作。这类内存在使用前需借助于JNI接口向操作系统请求获取,并且不受限于常规意义上由GC负责清理范围之内;如果超出可用限度则可能触发`OutOfMemoryError`异常[^3]。 ### 垃圾回收算法 为了提高效率,针对不同类型的内存分区采用了多种策略相结合的方式来进行垃圾回收工作: #### 新生代回收 对于新生代而言,主要采取的是复制算法。考虑到大部分对象很快便会成为垃圾的特点,只需少量移动存活下来的数据即可完成清理过程。然而这种方式也意味着每次都需要预留足够的备用空间供转移之用。 #### 老年代回收 相比之下,老年代中的对象往往拥有更长的生命期,故而更适合运用标记清除或是标记整理的方法处理。前者能够快速定位待释放的部分,后者除了标注外还会将剩余的有效元素紧凑排列在一起从而减少碎片化现象的发生。 #### 分代回收机制 实际上所谓的分代回收正是基于上述两种思路之上发展起来的一种综合性解决方案——即将整个堆分成若干个小单元分别对待,依据各自的特征选取最合适的清扫手段组合而成。例如,当Eden区或者Survivor区不足以容纳新增加的内容时,则会触发一次轻度的小规模搜集活动(Minor GC),反之若是老年区内出现了容量不足的情况,则不得不进行全面的大扫除(Full GC)[^5]。 ```java // 示例代码展示如何强制建议进行垃圾回收(尽管实际效果取决于JVM实现) public class GCDemo { public static void main(String[] args) { System.gc(); // 提交垃圾回收请求给JVM, 不保证立即执行 } } ```
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