JVM垃圾收集器笔记整理

比眉伴天荒 2022-05-26 03:19 164阅读 0赞

摘要: 个人笔记，针对jvm垃圾收集器的知识点整理

## Serial收集器 ##

历史最久远的垃圾收集器，采用复制算法，依旧是虚拟机运行在Client模式下的默认新生代收集器。

优点：

1. 简单而高效（与其他收集器的单线程相比）；对于限定单个CPU的环境来说，Serial收集器由于没有线程开销，专心做垃圾收集自然可以获得最高的单线程收集效率。

缺点

1.在多核CPU环境下，效率较低，无法在Server模式下发挥优势。

总结

Serial收集器对于运行在Client模式下的虚拟机来说是一个很好的选择。

## ParNew收集器 ##

ParNew收集器其实就是Serial收集器的并行多线程版本，采用复制算法，新生代收集器

优点

1.多线程进行垃圾回收，在多核CPU下相对Serial来说，效率较高。
    2.目前除了Serial收集器之外，只有ParNew能与CMS收集器配合。

缺点

1.在单核CPU的环境中，由于存在线程开销，所以效率比较低下。

总结

多线程版本的Serial收集器，在核CPU下能有良好的收集效率，目前依旧是许多运行在Server模式下的虚拟机的首选新生代收集器。
    主要的原因有两点，
    第一，性能相对来说较好；
    第二，目前除了Serial收集器外只有ParNew能与CMS收集器配合使用。

## Parallel Scavenge收集器 ##

该收集器也是一个新生代收集器，采用复制算法，是并行的多线程收集器，并且是能够控制吞吐量的收集器。

优点

1.能控制停顿时间，可以自适应调节新生代的大小，Eden与Survivor区的比例等参数。

缺点

1.停顿时间和吞吐量不可兼得，追求小停顿时间，就需要牺牲吞吐量。

总结

Parallel Scavenge 收集器是ParaNew的增强版，能够控制吞吐量和停顿时间，但是只能以一个纬度调整，大吞吐量必然需要长时间停顿；
    同时该收集器可以自适应调整内存参数，可以根据监控信息调整新生代大小以及Eden与Survivor区的比例等参数。

## Serial Old收集器 ##

该收集器是Serial收集器的老年代版本，单线程收集器，使用“标记-整理”算法。

总结

该收集器的主要意义在于给Client模式下的虚拟机使用，如果用在Server模式下，主要用途有两点： 1.用在jdk1.5之前的版本中于Parallel Scavenge收集器搭配使用； 2.作为CMS收集器的后备预案，在并发收集发生Concurrent Mode Failure 时候使用。

## Parallel Old 收集器 ##

该收集器是Parallel Scavenge收集器的老年代版本，使用多线程和“标记-整理”算法.

总结：

该收集器是在JDK1.6中才开始提供，在此之前，新生代的Parallel Scavenge收集器一直处于比较尴尬的地位。 原因在于，如果新生代选择了Parallel Scavenge收集器，老年代除了Serial Old(PS MarkSweep)收集器外别无选择，而PS+Serial Old的组合在老年代很大的情况下， 这种组合就会很鸡肋甚至都不一定有ParNew+CMSz组合“给力”， 所以Parallel Old的收集器出现后，“吞吐量优先”收集器总算摆脱了尴尬的地位，在注重吞吐量以及CPU资源敏感的场合，都可以考虑Parallel Scavenge+Parallel Old 组合。

## CMS收集器 ##

CMS收集器是一种以获取最短回收停顿时间为目的的收集器。采用“标记-清理”收集算法，收集过程主要包括4个步骤：
    1.初始标记
    2.并发标记
    3.重新标记
    4.并发清除
    其中,初始标记、重新标记依旧需要“Stop The World”。

优点

并发收集、低停顿。

缺点：

1.CMS收集器对CPU资源非常敏感，由于会占用一部分线程，所以可能会导致程序变慢，总吞吐量会降低。CMS默认启动的线程数是（CPU+3)/4，也就是当CPU在4个以上时候，并发回收时垃圾收集线程不少于25%的CPU资源，并随着CPU数量的增加而下降。
    2.CMS收集器无法处理浮动垃圾，可能出现 “Concurrent Mode Failure" 失败导致另一次Full GC的发生。当产生Full GC 时，就需要启用Serial Old 收集器来重新进行老年代的垃圾收集，这样停顿的时间就更长了。
    3.由于CMS 采用“标记-清理”算法收集，所以就会造成收集结束后会有大量的空间碎片产生。如果空间碎片过多，会造成分配大对象无法分配内存，不得不提前触发Full GC。不过，CMS提供了碎片化整理的参数来解决这个问题。

## G1收集器 ##

G1(Garbage-First)收集器是当今收集技术发展的最前沿成果之一。它是一款面向服务端应用的垃圾收集器。
    该收集器独自管理整个java堆，把java堆划分多个大小相等的独立区域（Region),虽然新生代和老年代的概念都保留，但是新生代和老年代却不再是屋里隔离，它们都是一部分Region的集合。
    基本回收步骤：
    1.初始标记
    2.并发标记
    3.最终回收
    4.筛选回收

特点解析：

1.G1收集器采用“化整为零”的思路进行垃圾回收，G1跟踪各个Region里面的垃圾堆的价值（回收所获得的空间大小以及所花费的时间的比率）大小，在后台维护一个优先列表，每次根据允许的收集时间，优先回收价值最大的Region。这中使用Region划分内存空间以及优先级的区域回收方式，保证了G1收集器在有限的时间内可以获取尽可能搞的收集效率。 2.由于划分都是采用Region的形式收集垃圾，那么就会存在Region之间存在对象引用，极端情况下，虚拟机有可能出现全堆扫描的情况，但是虚拟机使用Remembered Set解决这个问题。 G1中每个Region都有一个与之对应的Remembered Set ,虚拟机发现程序在对Reference类型的数据进行写操作的时候，检查Reference引用的对象是否处于不同的Region之中（在分代的例子中就是检查是否老年代的对象引用了新生代中的对象），如果是，变通过CardTable把相关引用信息记录到被引用对象所属的Region的Remembered Set之中。 当进行内存回收时，在GC根节点的枚举范围中加入Remembered Set即可保证不对全堆扫描，也不会有遗漏。

优点：

1.并行与并发
    2.空间整合
    3.可预测的停顿

缺点：

G1收集器目前在商用层面的案例较少，没有表现出足够的性能优势，随着后续对G1的优化，这一问题应该可以解决。

原文地址：https://my.oschina.net/kinglaw007/blog/1800133