JVM学习之路（九）——垃圾回收器

ゝ一纸荒年。 2022-05-18 03:09 179阅读 0赞

**九、垃圾回收器**

JVM的垃圾回收**只收集那些由new关键字创建的对象**。所以，如果不是用**new**创建的对象，可以使用**finalize()函数**来执行清理。

**（一）GC什么时候回收？**

*  ** 对象没有引用**
 *  ** 作用域发生未捕获异常**
 *  ** 程序在作用域正常执行完毕**
 *  ** 程序执行了System.exit()**
 *  ** 程序发生意外终止（被杀进程等）**

**（二）如何减少GC开销？**

1、**不要显式调用System.gc()**。此函数建议JVM进行主GC，虽然只是建议而非一定，但很多情况下它会触发主GC，从而增加主GC的频率，也即增加了间歇性停顿的次数，大大的影响系统性能。

2、**尽量减少临时对象的使用**。临时对象在跳出函数调用后，会成为垃圾，少用临时变量就相当于减少了垃圾的产生，从而延长了出现上述第二个触发条件出现的时间,减少了主GC的机会。

3、**对象不用时，最好显式置为Null**。一般而言，为Null的对象都会被作为垃圾处理，所以将不用的对象显式地设为Null，有利于GC收集器判定垃圾，从而提高了GC的效率。

4、**尽量使用StringBuffer，而不用String来累加字符串**。由于**String是固定长的字符串对象**，累加String对象时，并非在一个String对象中扩增，而是重新创建新的String对象。如Str5=Str1+Str2+Str3+Str4，这条语句执行过程中会产生多个垃圾对象，因为每次“+”操作时，都必须创建新的String对象，但这些过渡对象对系统来说是没有实际意义的，只会增加更多的垃圾。避免这种情况可以改用StringBuffer来累加字符串，因**StringBuffer是可变长的**，它是在原有的基础上进行扩增，不会产生中间对象。

5、**能用基本类型如Int、long，就不用Integer、Long对象**。基本类型变量占用的内存资源比相应对象占用的少得多，如果没有必要，最好使用基本类型变量。

6、**尽量少用静态对象变量**。静态变量属于全局变量，不会被GC回收，它们会一直占用内存。

7、**分散对象创建或删除的时间**。集中在短时间内大量创建新对象，特别是大对象，会导致突然需要大量内存，JVM在面临这种情况时，只能进行主GC，以回收内存或整合内存碎片，从而增加主GC的频率。集中删除对象，道理也是一样的，它使得突然出现了大量的垃圾对象，空闲空间必然减少，从而大大增加了下一次创建新对象时强制主GC的机会。

（三）串行回收器

原理：使用**单线程**进行垃圾回收。对**新生代的回收使用复制算法**，对**老年代的回收使用标记压缩算法**。

特点：串行收集器是最古老最稳定的收集器，尽管它是串行回收，回收时间较长，但其**稳定性是优于其他回收器的**，综合来说是一个不错的选择。要使用串行收集器，可以在启动配置时加上以下参数：-XX:+UseSerialGC

流程：执行垃圾回收时，应用程序线程暂停，GC线程开始，执行垃圾回收，垃圾回收完成后，应用程序线程继续执行。注意：**在GC线程运行过程中使用单线程进行串行回收**。

（四）并行回收器

并行回收器就是使用**多线程并行回收。**不过需要注意的是，根据**新生代和老年代，是否都使用并行回收**，分为以下不同的回收器：

1、 ParNew回收器

原理：这个回收器**只针对新生代进行并行回收，老年代依然使用串行回收**。回收算法依然和串行回收一样，**新生代使用复制算法，老年代使用标记压缩算法**。

特点：在多核条件下，它的性能显然优于串行回收器，如果要使用这种回收器，可以在启动参数中配置：-XX:+UseParNewGC。如果要进一步指定并发的线程数，可以配置一下参数：-XX:ParallelGCThreads。

流程：在进行垃圾回收时应用程序线程依然被暂停，GC线程并行开始执行垃圾回收，垃圾回收完成后，应用程序线程继续执行。

2、Parallel回收器

原理：依然是并行回收器，但这种回收器有两种配置。

*  **一种类似于ParNEW：新生代使用并行回收、老年代使用串行回收。它与ParNew的不同在于它在设计目标上更重视吞吐量，可以认为在相同的条件下它比ParNew更优。要使用这种回收器可以在启动程序中配置：-XX:+UseParallelGC。**
 *  **另外一种配置则不同于ParNew，对于新生代和老年代均使用并行回收，要使用这种回收器可以在启动程序中配置：-XX:+UseParallelOldGC（多了一个Old）。**

流程：Parallel回收器的流程和ParNew的流程是一样的。在进行回收时，应用程序暂停，GC使用多线程并行开始执行回收，回收完成后应用程序线程继续运行。

（五）CMS回收器

原理：Concurrent Mark Sweep，并发标记清除。注意这里注意两个词：并发、标记清除。

特点：

①并发表示它**可以与应用程序并发执行、交替执行**；

②标记清除表示这种回收器使用的是**标记清除算法**，不是使用的标记压缩算法，这和前面介绍的串行回收器和并发回收器有所不同。

③需要注意的是CMS回收器是一种**针对老年代**的回收器，**不对新生代产生作用**。

流程：CMS回收器运行机制非常复杂，可以简单的将他的运行流程分为以下几步：

**初始标记（不可以和应用程序线程同时进行****）：**标记从GC Roots可以直接可达的对象，标记速度快，时间短，所以对应用程序不会产生太大的影响。

**并发标记（可以和应用程序线程同时进行）：**主要标记过程，标记全部对象；

**重新标记（不可以和应用程序线程同时进行****）**：由于并发标记时，用户线程依然运行，因此在正式清理前，再做依次重新标记，进行修正。标记速度快，时间短，所以对应用程序不会产生太大的影响。

**并发清除（可以和应用程序线程同时进行）**：基于标记结果，直接清理对象。和应用程序同时进行的，避免了应用程序的停顿。

优点：减少了应用程序停顿的时间（减少了“stop the world”），因为它不需要应用程序暂停，等待垃圾回收，而是与垃圾回收并发执行。要执行这种垃圾回收器可以在启动参数中配置：-XX:+UseConcMarkSweepGC

缺点：从他的运行机制可以看出，因为它不像其他回收器一样集中一段时间对垃圾进行回收，而是在回收时应用程序还在运行，因此它的**回收并不彻底**。这也导致了**CMS回收的频率相较其他回收器要高**，而频繁的回收将影响应用程序的吞吐量。

（六）G1回收器

原理：G1回收器是jdk1.7以后推出的回收器，试图取代CMS回收器。不同于其他的回收器、G1将堆空间划分成了互相独立的区块。每块区域既有可能属于老年代、也有可能是新生代，并且每类区域空间可以是不连续的（对比CMS的老年代和新生代都必须是连续的）。这种将老年代区划分成多块的理念源于：当并发后台线程寻找可回收的对象时、有些区块包含可回收的对象要比其他区块多很多。虽然在清理这些区块时**G1仍然需要暂停应用线程**，但可以用相对较少的时间**优先回收包含垃圾最多区块**。这也是为什么G1命名为Garbage First的原因：**第一时间处理垃圾最多的区块**。要使用G1回收器需要在启动是配置以下参数：-XX:+UseG1GC

G1相对CMS回收器来说优点在于：

1、因为划分了很多区块，回收时**减小了内存碎片的产生。**

2、**G1适用于新生代和老年代，而CMS只适用于老年代**。

（七）常见垃圾回收器的参数设置

\-XX:+UseSerialGC：在新生代使用串行回收器（复制算法），在老年代使用串行回收器（标记压缩算法）

\-XX:+UseParNewGC：在新生代使用并行回收器（复制算法），在老年代使用串行回收器（标记压缩算法）

\-XX:+UseParallelGC ：在新生代使用并行回收器（复制算法），在老年代使用串行回收器（标记压缩算法），但更加关注吞吐量

\-XX:+UseParallelOldGC：在新生代使用并行回收器（复制算法），在老年代使用并行回收器（标记压缩算法）

\-XX:ParallelGCThreads：设置用于垃圾回收的线程数

\-XX:+UseConcMarkSweepGC：在新生代使用并行回收器（复制算法），老年代使用CMS回收器（标记清除算法）

\-XX:ParallelCMSThreads：设置CMS的线程数

\-XX:+UseG1GC：启用G1垃圾回收器