jvm优化之 CMS vs G1垃圾回收器

喜欢ヅ旅行 2022-04-24 16:38 287阅读 0赞

> ### jvm优化之 CMS vs G1垃圾回收器 ###

** 1.【CMS垃圾回收器】**

**（1）CMS垃圾回收器(CMS, Concurrent Mark Sweep)并行标记清理垃圾回收器，是一种多并发低停顿的垃圾收集器，回收老年代内存。垃圾收集线程与工作线程并发执行，不对内存复制或也不压缩存活的对象。如果产生内存碎片问题，会通过FULL GC 方式进行垃圾回收。**

**（2）缺陷：随着服务存活的时间越长，JVM中CMS的堆碎片化问题就越严重；增加老年代容量只能延迟整体的清理时间，但是并不是杜绝碎片化问题和promotion failed；**

**（3）CMS碎片化：CMS不是采用复制算法的垃圾收集器，这就意味着在扫描和清理阶段，只能在它的free-list中更新对象，但是不会压缩存活的对象，这就会在内存中产生一个一个的“洞”（碎片）**

**（4）增大内存（当前的Xmx为4GB，我们尝试将其调大到5GB，甚至10GB）并不能解决办法，它只是拖延了长时间停顿的问题，并且我们看到了更长的GC停顿。**

**2.【G1垃圾回收器】**

**（1）G1垃圾回收器是主要针对多处理器以及大内存的机器，以极高的概率满足预测GC停顿时间要求的同时，还具备高吞吐量性能特征。是基于标记整理的垃圾回收器。**

**（2）**通过从CMS切换到G1，并且**大大减少了JVM碎片化问题**（G1也不能完全避免），并且几乎没有观察到延迟毛刺。

**（3）这次调优已经证明，G1很大的缓解了性能问题，最大化吞吐量的同时，也最小化了延迟。**

** 3.【G1相比CMS有更清晰的优势】**

G1相比CMS有更清晰的优势：

1.  CMS没有采用复制算法，所以它不能压缩，最终导致内存碎片化问题。而G1采用了**复制算法**，它通过把对象从若干个Region拷贝到新的Region过程中，执行了**压缩**处理。
2.  在G1中，堆是由Region组成的，因此碎片化问题比CMS肯定要少的多。而且，当碎片化出现的时候，它只**影响特定的Region**，而不是影响整个堆中的老年代。
3.  而且**CMS必须扫描整个堆**来确认存活对象，所以，长时间停顿是非常常见的。而G1的停顿时间**取决于收集的Region集合数量**，而不是整个堆的大小，所以相比起CMS，长时间停顿要少很多，可控很多。

**【参考文献】：**1. [LinkedIn 从CMS到G1的调优实战，实现毫秒级响应][LinkedIn _CMS_G1]

2. J[ava两种垃圾回收器G1与CMS][ava_G1_CMS]

3.[CMS和G1的对比分析][CMS_G1]

**【CMS两次标记执行STW原因】：**

**（1）垃圾回收首先是要经过标记的**

**（2）垃圾回收并不会阻塞我们程序的线程，他是与当前程序并发执行的。**

**（3）当GC线程标记好了一个对象的时候，此时我们程序的线程又将该对象重新加入了“关系网”中，当执行二次标记的时候，该对象也没有重写finalize()方法，因此回收的时候就会回收这个不该回收的对象。 **

**（4）虚拟机的解决方法就是在一些特定指令位置设置一些“安全点”，当程序运行到这些“安全点”的时候就会暂停所有当前运行的线程（Stop The World 所以叫STW），暂停后再找到“GC Roots”进行关系的组建，进而执行标记和清除。**   
  **这些特定的指令位置主要在：**

1、循环的末尾  
2、方法临返回前 / 调用方法的call指令后  
3、可能抛异常的位置

**【参考文献】：**[CMS垃圾回收机制][CMS]

**【CMS的JVM调优】：参考文献：**[ CMS垃圾回收器详解][CMS 1]

（1）JVM参数发现**`-XX:CMSScheduleRemarkEdenPenetration`**的意思是当新生代存活对象占EdenSpace的比例超过多少时，终止preclean阶段并进入remark阶段。这个参数的默认值是50%

（2）希望的是在preclean阶段产生一次MinorGC，所以将preclean的最大时长调整为30秒：`-XX:CMSMaxAbortablePrecleanTime=30000`。

（3）出现FULLGC，考虑如果能够缩短CMSGC的周期，保证在出现promotion failed之前就进行CMSGC，就可以避免这个问题了。所以考虑将新生代空间缩小（相对来说就增加了老生代的空间），并且将CMSGC触发比率降低，同时保证Survivor空间不变。所以优化参数改动如下

-Xmn7800m -> -Xmn7020m
    -XX:SurvivorRatio=8 –> -XX:SurvivorRatio=7
    -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=80 -> -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=70

（4）持久带满造成fullGC

加大持久带，并让持久带也使用CMSGC方式回收

-XX:PermSize=64m  ->  -XX:PermSize=200m
    -XX:MaxPermSize=128m -> -XX:MaxPermSize=200m 
    -XX:+CMSClassUnloadingEnabled

[LinkedIn _CMS_G1]: https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzIwMzY1OTU1NQ==&mid=2247485858&idx=1&sn=dad86c9459224bc8a8a2721af2afe3bd&chksm=96cd49eea1bac0f8c15fc1ac7cea55b8de48ec74e6e3a47e954d464561051223010fe14db205&scene=0&xtrack=1#rd
[ava_G1_CMS]: https://www.jianshu.com/p/24a884fa3977
[CMS_G1]: https://blog.csdn.net/zhou2s_101216/article/details/79219953
[CMS]: https://www.cnblogs.com/Leo_wl/p/5393300.html#top
[CMS 1]: https://www.jianshu.com/p/08f0b85ad665