jvm-gc

gc简述

gc分为minor gc和full gc，区别在于前者指回收新生代（1个Eden和2个Survivor），后者通常会先进行一次minor gc然后再full gc，full gc回收老年代（Tenure），顺带回收永久代（Perm，jdk8中被Metadata取代，Metadata位于native memory，有独立的gc机制）。

minor gc通常采用标记-复制算法，这种算法需要先对活跃对象进行标记，然后将所有被标记对象复制到另一个完全空旷的空间，算法缺点很明显，需要额外的空旷空间，优点是空间中不会出现碎片，这种算法适合回收存有大量朝生夕灭的对象的空间，新生代就是这样的空间。

full gc通常采用标记-清除（可以通过设置决定是否压缩），这种算法首先标记活跃对象，然后回收未被标记的对象的空间，算法缺点是容易出现空间碎片，优点是不需要重置对象引用地址，这种算法适合存放大对象、老对象的空间使用，老年代就是这样的空间。

cms（与cms搭配的新生代收集器默认为ParNew，是一款多线程收集器）在进行full gc时，是并发执行的，为了避免在gc期间有对象进入老年代，cms不能在老年代满时才gc，而应当空出一些空间，但这样仍然不能保证空出的空间足够容纳对象，所以就会出现“Concurrent Mode Failure”，这时jvm就会启动Seiral Old（一种串行收集器）进行gc（如果空间仍然不足，就OOM）。

 

jvm参数设置

经过测试发现 jvm的默认设置中，Eden:Survivor1:Survivor2=8:1:1，Young Gen:Tenure Gen=1:2，新对象变成老对象需要经历15次minor gc，新创建的对象会优先存放在Eden中，如果Eden空间不足才会尝试放入Tenure中（如果Tenure也放不下，就full gc）。但这些都是可以设置的：

-Xms512M，设置初始heap大小，默认是物理内存的1/64，

-Xmx512M，设置最大heap大小，默认是物理内存的1/4，

-Xmn256M，设置新生代大小（Eden+2个Survivor），这里比较有意思的是虽然设置了-Xmn256M，但新生代真正可被利用了一定小于256M（Eden+1个Survivor），因为会有一个Survivor永远空旷，这点在gc log中就有体现，比如[ParNew: 13621K->2773K(118016K)，118016K=115.25M，而我设置了-Xmn128M（115.25/128=0.9，正好符合Eden和Survivor的默认比例）。

-XX:SurvivorRatio=n，设置Survivor1:Survivor2:Eden=1:1:n，

-XX:NewRatio=n，设置Young Gen:Tenure Gen=1:n，

-MaxTenuringThreshold=15，年龄大于15的对象（经历过15次minor gc）进入老年代，

-PretenureSizeThreshold=1M，大于1M的对象直接进入老年代，

-XX:+UseConcMarkSweepGC，显示声明使用CMS进行full gc，

-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection，在cms进行full gc后压缩空间，默认是开启的，

-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=n，CMS执行n次无压缩full gc后，进行一次带压缩的full gc，

-Xss2m，设置线程栈大小为1m，java中一个线程的空间大小是有限制的（线程空间并不是指Thread对象所占的空间，而是栈空间）。JDK5.0以后这个值是1M。与这个线程相关的数据将会保存在其中。但是当线程空间满了以后，将会出现Fatal: Stack size too small异常（java.lang.StackOverflowError就和该大小相关）。

 -XX:+PrintGCDetails，打印详细gc log，

 -XX:+PrintGC或-verbose:gc，打印简单gc log，

 

 gc root

gc从gc roots开始可达性遍历，进行标记-清除： 

 

来看gc root有哪些：

• Class - class很难被回收，因为回收条件苛刻，1加载该class的ClassLoader已经被回收，2该class的所有实例已经被回收，3该class没有被引用（其实前两条也可以归结为第三条，第一条是因为ClassLoader会将加载过的class存放在vector中，第二条是因为每个实例都会持有一个其类class对象的引用）。jvm有3个ClassLoader（Bootstrap、ext、sys），这3个ClassLoader在整个jvm运行期间都是存在的，所以由这三个loader加载的class在整个jvm运行期都不会被回收（不满足第一条），如果是自定义的ClassLoader，class（满足回收条件）就会被回收了。
• Thread - 活着的线程（对象）
• Stack Local - 局部变量（包括方法形参），这里最容易产生朝生夕灭的对象
• JNI Local - jni方法的局部变量（包括方法形参）
• JNI Global - 全局jni引用
• Monitor Used - 被synchronized用作monitor的对象
• Held by JVM - objects held from garbage collection by JVM for its purposes.

 

参考：https://plumbr.eu/blog/garbage-collection/minor-gc-vs-major-gc-vs-full-gc

　　https://www.dynatrace.com/resources/ebooks/javabook/how-garbage-collection-works/