JVM垃圾收集器详解、配置

本是古典何须时尚 2022-05-28 13:17 122阅读 0赞

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# 垃圾收集器详解及参数配置 #

## 垃圾搜集器简介 ##

### 垃圾搜集器大致分为以下三类 ###

*  串行搜集器（serial collector）：它只有一条GC线程，且就像前面说的，它在运行的时候需要暂停用户程序（stop the world）。
 *  并行搜集器（parallel collector）：它有多条GC线程，且它也需要暂停用户程序（stop the world）。
 *  并发搜集器（concurrent collector）：它有一条或多条GC线程，且它需要在部分阶段暂停用户程序（stop the world），部分阶段与用户程序并发执行。

### hotspot中的垃圾搜集器 ###

*  串行搜集器的实现：serial（用于新生代，采用`复制算法`）、serial old（用于年老代，`采用标记/整理算法`）
 *  并行搜集器的实现：ParNew（用于新生代，采用`复制算法`）、Parallel Scavenge（用于新生代，采用`复制算法`）、Parallel old（用于年老代，采用`标记/整理算法`）
 *  并发搜集器的实现：concurrent mark sweep\[CMS\]（用于年老代，采用`标记/清除算法`）

## 垃圾收集器详解 ##

### JVM启动的两种模式 ###

*  client模式：开发时默认启动模式
 *  server模式：使用-server强制开启server模式，

两者的主要区别：

*  server模式下做了大量的优化工作。
 *  server模式下应用启动较慢，但在长时间运行情况下，运行速度会越来越快。
 *  client模式启动快，但不适合长时间运行。

### 搜集器详解 ###

<table style="margin:0px;padding:0px;border-spacing:0px;border:1px solid #C0C0C0;color:rgb(0,0,0);font-family:'Helvetica Neue', Helvetica, Arial, sans-serif;font-size:13px;background-color:rgb(245,245,245);"> 
 <thead style="margin:0px;padding:0px;"> 
  <tr style="margin:0px;padding:0px;"> 
   <th style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">名称</th> 
   <th align="center" style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">算法</th> 
   <th style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">内存区域</th> 
   <th align="center" style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">执行方式</th> 
   <th style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">执行过程</th> 
   <th align="center" style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">特点</th> 
   <th align="right" style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">适用场景</th> 
   <th align="right" style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">开启参数</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody style="margin:0px;padding:0px;"> 
  <tr style="margin:0px;padding:0px;"> 
   <td style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">Serial Garbage Collector</td> 
   <td align="center" style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">复制算法</td> 
   <td style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">针对新生代设计</td> 
   <td align="center" style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">单线程、串行</td> 
   <td style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">当新生代内存不够用时，先暂停全部用户程序，然后开启一条GC线程使用复制算法对垃圾进行回收，这一过程中可能会有一些对象提升到年老代</td> 
   <td align="center" style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">由于单线程运行，且整个GC阶段都要暂停用户程序，因此会造成应用程序停顿时间较长，但对于小规模的程序来说，却非常适合。</td> 
   <td align="right" style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">平时的开发与调试程序使用，以及桌面应用交互程序。</td> 
   <td align="right" style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">-XX:+UseSerialGC（client模式默认值）</td> 
  </tr> 
  <tr style="margin:0px;padding:0px;"> 
   <td style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">Serial Old Garbage Collector</td> 
   <td align="center" style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">标记/整理算法</td> 
   <td style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">针对年老代设计</td> 
   <td align="center" style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">单线程、串行</td> 
   <td style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">同Serial Garbage Collector</td> 
   <td align="center" style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">同Serial Garbage Collector</td> 
   <td align="right" style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">同Serial Garbage Collector</td> 
   <td align="right" style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">-</td> 
  </tr> 
  <tr style="margin:0px;padding:0px;"> 
   <td style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">ParNew Garbage Collector</td> 
   <td align="center" style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">复制算法</td> 
   <td style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">针对新生代设计</td> 
   <td align="center" style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">多线程、并行</td> 
   <td style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">开启若干条GC线程使用复制算法并行进行垃圾回收，这一过程中可能会有一些对象提升到年老代</td> 
   <td align="center" style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">有几个处理器就会开几个线程（不过线程数是可以使用参数-XX:ParallelGCThreads=控制的），因此只适合于多核多处理器的系统</td> 
   <td align="right" style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">在中到大型的堆上，且系统处理器至少多于一个的情况。对于单个处理器来说，由于并行执行的开销（比如同步），ParNew的性能将会低于serial搜集器。</td> 
   <td align="right" style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">-XX:+UseParNewGC</td> 
  </tr> 
  <tr style="margin:0px;padding:0px;"> 
   <td style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">Parallel Scavenge Garbage Collector</td> 
   <td align="center" style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">复制算法</td> 
   <td style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">针对新生代设计</td> 
   <td align="center" style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">并行</td> 
   <td style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">优先满足最大停顿时间的目标，次之是吞吐量，最后才是新生代区域的最小值。</td> 
   <td align="center" style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">更精确的控制GC停顿时间以及吞吐量</td> 
   <td align="right" style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">适用场景</td> 
   <td align="right" style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">控制最大的停顿时间（使用-XX:MaxGCPauseMillis=），以及控制吞吐量（使用-XX:GCTimeRatio=）server模式下默认的新生代搜集器</td> 
  </tr> 
  <tr style="margin:0px;padding:0px;"> 
   <td style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">Parallel Old Garbage Collector</td> 
   <td align="center" style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">标记/整理算法</td> 
   <td style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">年老代设计</td> 
   <td align="center" style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">并行搜集器</td> 
   <td style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">-</td> 
   <td align="center" style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">它是除了serial old以外唯一一个可以与parallel scavenge搭配工作的年老代搜集器</td> 
   <td align="right" style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">-</td> 
   <td align="right" style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">-XX:-UseParallelOldGC</td> 
  </tr> 
  <tr style="margin:0px;padding:0px;"> 
   <td style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">Concurrent Mark Sweep Garbage Collector</td> 
   <td align="center" style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">标记/清除算法</td> 
   <td style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">年老代</td> 
   <td align="center" style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">-</td> 
   <td style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">-</td> 
   <td align="center" style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">应用程序与GC线程一起工作</td> 
   <td align="right" style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">-</td> 
   <td align="right" style="margin:0px;padding:3px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;">-</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 组合的威力 ##

### 三种经典的组合 ###

#### serial & serial old ####

client模式下默认的垃圾收集器组合，可通过`-XX:+UseSerialGC`强制开启。非常适合运行于客户端PC的小型应用程序，或者桌面应用程序（比如swing编写的用户界面程序），以及我们平时的开发、调试、测试等。

开发、调试、测试共同的特点：

*  1、由于都是在PC上运行，因此配置一般不会太高，或者说处理器个数不会太多。
 *  2、上面几种情况的应用程序都不会运行太久。
 *  3、规模不会太大，也就是说，堆相对较小，搜集起来也比较快，停顿时间会比较短。

#### Parallel Scavenge & Parallel Old ####

这个组合是server模式下的默认组合（JDK6或JDK6之后），使用`-XX:+UseParallelGC`参数强制开启。

适用于一些需要长期运行且对吞吐量有一定要求的后台程序。

运行于后台的程序都有以下特点：

*  1、系统配置较高，通常情况下至少四核（以目前的硬件水平为准）。
 *  2、对吞吐量要求较高，或需要达到一定的量。
 *  3、应用程序运行时间较长。
 *  4、应用程序规模较大，一般是中到大型的堆。

#### ParNew & CMS（Serial Old作为替补） ####

它则是对响应时间（response time）要求较高的应用程序的首选，使用参数`-XX:+UseConcMarkSweepGC`开启。

新生代采用并行搜集器

适用于一些需要长期运行且对相应时间有一定要求的后台程序。

采用`ParNew & CMS`组合的后台应用程序，一般都对相应时间有一定要求，最典型的就是我们的`WEB应用程序`。

## 垃圾搜集器参数精解 ##

### 垃圾搜集器选择参数 ###

### JVM各个内存区域大小相关参数 ###

### 垃圾搜集器性能通用参数 ###

### 并行搜集器参数 ###

### 并发搜集器参数 ###

整理自：

>  *  [http://www.cnblogs.com/zuoxiaolong/p/jvm7.html][http_www.cnblogs.com_zuoxiaolong_p_jvm7.html]
>  *  [http://www.cnblogs.com/zuoxiaolong/p/jvm8.html][http_www.cnblogs.com_zuoxiaolong_p_jvm8.html]
>  *  [http://www.cnblogs.com/zuoxiaolong/p/jvm9.html][http_www.cnblogs.com_zuoxiaolong_p_jvm9.html]

[http_www.cnblogs.com_zuoxiaolong_p_jvm7.html]: http://www.cnblogs.com/zuoxiaolong/p/jvm7.html
[http_www.cnblogs.com_zuoxiaolong_p_jvm8.html]: http://www.cnblogs.com/zuoxiaolong/p/jvm8.html
[http_www.cnblogs.com_zuoxiaolong_p_jvm9.html]: http://www.cnblogs.com/zuoxiaolong/p/jvm9.html