7种jvm垃圾回收器，这次全部搞懂
前言
之前我们讲解了jvm的组成结构与垃圾回收算法等知识点，今天我们来讲讲jvm最重要的堆内存是如何使用垃圾回收器进行垃圾回收，并且如何使用命令去配置使用这些垃圾回收器。
堆内存详解
上面这个图大家应该已经很明白了吧。大家就可以理解成一个房子被分成了几个房间，每个房间的作用不同而已，有的是婴儿住的，有的是父母住的，有的是爷爷奶奶住的
-
堆内存被划分为
两块，一块的年轻代，另一块是老年代。 -
年轻代又分为
Eden和survivor。他俩空间大小比例默认为8:2, -
幸存区又分为
s0和s1。这两个空间大小是一模一样的，就是一对双胞胎，他俩是1:1的比例
堆内存垃圾回收过程
第一步
新生成的对象首先放到Eden区，当Eden区满了会触发Minor GC。
第二步
第一步GC活下来的对象，会被移动到survivor区中的S0区，S0区满了之后会触发Minor GC，S0区存活下来的对象会被移动到S1区，S0区空闲。
S1满了之后在GC，存活下来的再次移动到S0区，S1区空闲，这样反反复复GC，每GC一次，对象的年龄就涨一岁，达到某个值后（15），就会进入老年代。
第三步
在发生一次Minor GC后（前提条件），老年代可能会出现Major GC，这个视垃圾回收器而定。
Full GC触发条件
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手动调用System.gc，会不断的执行Full GC
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老年代空间不足/满了
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方法区空间不足/满了
注意
们需要记住一个单词：stop-the-world。它会在任何一种GC算法中发生。stop-the-world 意味着JVM因为需要执行GC而停止应用程序的执行。
当stop-the-world 发生时，除GC所需的线程外，所有的线程都进入等待状态，直到GC任务完成。GC优化很多时候就是减少stop-the-world 的发生。
回收哪些区域的对象
需要注意的是，JVM GC只回收堆内存和方法区内的对象。而栈内存的数据，在超出作用域后会被JVM自动释放掉，所以其不在JVM GC的管理范围内。
堆内存常见参数配置
| 参数 | 描述 |
|---|---|
| -Xms | 堆内存初始大小，单位m、g |
| -Xmx | 堆内存最大允许大小，一般不要大于物理内存的80% |
| -XX:PermSize | 非堆内存初始大小，一般应用设置初始化200m，最大1024m就够了 |
| -XX:MaxPermSize | 非堆内存最大允许大小 |
| -XX:NewSize（-Xns） | 年轻代内存初始大小 |
| -XX:MaxNewSize（-Xmn） | 年轻代内存最大允许大小 |
| -XX:SurvivorRatio=8 | 年轻代中Eden区与Survivor区的容量比例值，默认为8，即8:1 |
| -Xss | 堆栈内存大小 |
| -XX:NewRatio=老年代/新生代 | 设置老年代和新生代的大小比例 |
| -XX:+PrintGC | jvm启动后，只要遇到GC就会打印日志 |
| -XX:+PrintGCDetails | 查看GC详细信息，包括各个区的情况 |
| -XX:MaxDirectMemorySize | 在NIO中可以直接访问直接内存，这个就是设置它的大小，不设置默认就是最大堆空间的值-Xmx |
| -XX:+DisableExplicitGC | 关闭System.gc() |
| -XX:MaxTenuringThreshold | 垃圾可以进入老年代的年龄 |
| -Xnoclassgc | 禁用垃圾回收 |
| -XX:TLABWasteTargetPercent | TLAB占eden区的百分比，默认是1% |
| -XX:+CollectGen0First | FullGC时是否先YGC，默认false |
TLAB 内存
TLAB全称是Thread Local Allocation Buffer即线程本地分配缓存，从名字上看是一个线程专用的内存分配区域，是为了加速对象分配而生的。
每一个线程都会产生一个TLAB，该线程独享的工作区域，java虚拟机使用这种TLAB区来避免多线程冲突问题，提高了对象分配的效率。
TLAB空间一般不会太大，当大对象无法在TLAB分配时，则会直接分配到堆上。
| 参数 | 描述 |
|---|---|
| -Xx:+UseTLAB | 使用TLAB |
| -XX:+TLABSize | 设置TLAB大小 |
| -XX:TLABRefillWasteFraction | 设置维护进入TLAB空间的单个对象大小，他是一个比例值，默认为64，即如果对象大于整个空间的1/64，则在堆创建 |
| -XX:+PrintTLAB | 查看TLAB信息 |
| -Xx:ResizeTLAB | 自调整TLABRefillWasteFraction阀值。 |
垃圾回收器总览
新生代可配置的回收器：Serial、ParNew、Parallel Scavenge
老年代配置的回收器：CMS、Serial Old、Parallel Old
新生代和老年代区域的回收器之间进行连线，说明他们之间可以搭配使用。
新生代垃圾回收器
Serial 垃圾回收器
Serial收集器是最基本的、发展历史最悠久的收集器。俗称为：串行回收器，采用复制算法进行垃圾回收
特点
串行回收器是指使用单线程进行垃圾回收的回收器。每次回收时，串行回收器只有一个工作线程。
对于并行能力较弱的单CPU计算机来说，串行回收器的专注性和独占性往往有更好的性能表现。
它存在Stop The World问题，及垃圾回收时，要停止程序的运行。
使用-XX:+UseSerialGC参数可以设置新生代使用这个串行回收器
ParNew 垃圾回收器
ParNew其实就是Serial的多线程版本，除了使用多线程之外，其余参数和Serial一模一样。俗称：并行垃圾回收器，采用复制算法进行垃圾回收
特点
ParNew默认开启的线程数与CPU数量相同，在CPU核数很多的机器上，可以通过参数-XX:ParallelGCThreads来设置线程数。
它是目前新生代首选的垃圾回收器，因为除了ParNew之外，它是唯一一个能与老年代CMS配合工作的。
它同样存在Stop The World问题
使用-XX:+UseParNewGC参数可以设置新生代使用这个并行回收器
ParallelGC 回收器
ParallelGC使用复制算法回收垃圾，也是多线程的。
特点
就是非常关注系统的吞吐量，吞吐量=代码运行时间/(代码运行时间+垃圾收集时间)
-XX:MaxGCPauseMillis：设置最大垃圾收集停顿时间，可用把虚拟机在GC停顿的时间控制在MaxGCPauseMillis范围内，如果希望减少GC停顿时间可以将MaxGCPauseMillis设置的很小，但是会导致GC频繁，从而增加了GC的总时间，降低了吞吐量。所以需要根据实际情况设置该值。
-Xx:GCTimeRatio：设置吞吐量大小，它是一个0到100之间的整数，默认情况下他的取值是99，那么系统将花费不超过1/(1+n)的时间用于垃圾回收，也就是1/(1+99)=1%的时间。
另外还可以指定-XX:+UseAdaptiveSizePolicy打开自适应模式，在这种模式下，新生代的大小、eden、from/to的比例，以及晋升老年代的对象年龄参数会被自动调整，以达到在堆大小、吞吐量和停顿时间之间的平衡点。
使用-XX:+UseParallelGC参数可以设置新生代使用这个并行回收器
老年代垃圾回收器
SerialOld 垃圾回收器
SerialOld是Serial回收器的老年代回收器版本，它同样是一个单线程回收器。
用途
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一个是在JDK1.5及之前的版本中与Parallel Scavenge收集器搭配使用，
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另一个就是作为CMS收集器的后备预案，如果CMS出现Concurrent Mode Failure，则SerialOld将作为后备收集器。
使用算法：标记 - 整理算法
ParallelOldGC 回收器
老年代ParallelOldGC回收器也是一种多线程的回收器，和新生代的ParallelGC回收器一样，也是一种关注吞吐量的回收器，他使用了标记压缩算法进行实现。
-XX:+UseParallelOldGc进行设置老年代使用该回收器
-XX:+ParallelGCThreads也可以设置垃圾收集时的线程数量。
CMS 回收器
CMS全称为:Concurrent Mark Sweep意为并发标记清除，他使用的是标记清除法。主要关注系统停顿时间。
使用-XX:+UseConcMarkSweepGC进行设置老年代使用该回收器。
使用-XX:ConcGCThreads设置并发线程数量。
特点
CMS并不是独占的回收器，也就说CMS回收的过程中，应用程序仍然在不停的工作，又会有新的垃圾不断的产生，所以在使用CMS的过程中应该确保应用程序的内存足够可用。
CMS不会等到应用程序饱和的时候才去回收垃圾，而是在某一阀值的时候开始回收，回收阀值可用指定的参数进行配置：-XX:CMSInitiatingoccupancyFraction来指定，默认为68，也就是说当老年代的空间使用率达到68%的时候，会执行CMS回收。
如果内存使用率增长的很快，在CMS执行的过程中，已经出现了内存不足的情况，此时CMS回收就会失败，虚拟机将启动老年代串行回收器；SerialOldGC进行垃圾回收，这会导致应用程序中断，直到垃圾回收完成后才会正常工作。
这个过程GC的停顿时间可能较长，所以-XX:CMSInitiatingoccupancyFraction的设置要根据实际的情况。
之前我们在学习算法的时候说过，标记清除法有个缺点就是存在内存碎片的问题，那么CMS有个参数设置-XX:+UseCMSCompactAtFullCollecion可以使CMS回收完成之后进行一次碎片整理。
-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction参数可以设置进行多少次CMS回收之后，对内存进行一次压缩。
G1 回收器
篇幅太长，我们下篇文章讲解！！！
IT 老哥
一个在大厂做高级Java开发的程序猿
