垃圾收集器与内存分配策略

概述

GC当前高度自动化，but当GC成为系统高并发瓶颈时，就需要对GC进行必要的监控和调节。针对JVM，GC主要针对**堆**。通过**垃圾收集器**，按照**垃圾收集算法**，对内存进行分配和回收。

判断对象存亡

- **引用计数法reference counting** 有引用，计数器加1，引用失效，计数器减1，计数器为0的对象不再被使用的。但是难以解决Java中的互相循环引用问题。 - **根搜索算法GC root tracing** 以GC Root为根节点，向下搜索，无引用链的对象，证明不可用。 可作为GC Root的对象有： - 虚拟机栈引用对象 - 方法区中类静态属性引用对象 - 方法区常量引用对象 - JNI引用对象

  • 引用
    传统定义：如果引用类型存储的数值代表另一块内存的起始地址，就称这块内存代表一个引用。
    JDK1.2以后，引用进行了划分：

    • 强引用，普遍存在
    • 软引用，内存溢出之前，进行回收，仍然溢出，抛出异常，参照SoftReference
    • 弱引用，下一次GC之前存活，WeakReference
    • 虚引用，主要是获得GC通知，不影响生存周期。

  • 对象缓刑
    第一次标记，GC Root标记的不可用对象，并且判断对象是否覆盖finalize()或finalize()方法已被JVM调用过。如果是，标记为没有必要执行。
    第二次标记，如果判定为有必要执行，则将此对象放到一个F-Queue中，JVM自动启动一个低优先级线程处理。为了防止死循环或执行缓慢等意外情况，GC还会对F-Queue中对象进行第二次小规模标记。如果对象仍然没有重新与引用链上建立关联，则GC掉。

  • 回收方法区
    性价比比堆低很多。主要回收“废弃常量”，对于hotspot虚拟机，提供了参数进行配置，尤其是大量使用反射，动态代理，CGLib等bytecode框架时，都需要JVM具备类卸载功能，保证永久代不会溢出。判断“废弃常量”需满足：

    • 该类所有实例被回收
    • 加载该类的classloader被回收
    • 该类对象的java.lang.class对象没有任何引用，防止反射

垃圾收集算法

- 标记-清除算法Mark-Sweep 标记待清除对象，参照上节**对象缓刑**，清除对象，缺点较明显： - 效率低 - 容易产生大量不连续内存碎片，当程序需要分配大对象时并无足够连续内存时，提前触发下次GC

  • 复制算法Coping
    - 内存分两块，一块用完时将存活对象复制到另一块，并清理当前块。JVM都采用这种算法回收新生代。
    - 98%对象朝生夕死，HotSpot虚拟机将内存分为一块Eden（80%），两块Survivor（20%），每次使用Eden和其中一块survivor。回首时，将存放对象放到另一块survivor上。当多余10%内存对象存活时，依赖老年代内存，进行分配担保。

  • 标记-整理算法
    复制算法，对象存活率较高时，需要执行较多的复制操作，效率较低。标记整理算法，是标记出存活对象，GC时，让存活对象向内存一端移动，然后直接清理掉端边界以外内存。

  • 分代收集算法
    当前商业JVM都采用分代收集，把Java堆分为新生代和老年代。新生代中，存活对象少，采用复制算法。老年代对象存活率高，没有额外空间进行分配担保，必须使用“标记-清理”或“标记-整理”算法进行回收。

垃圾收集器

> 根据收集算法，有多种收集器的实现，没有最好，只有最合适

  • Serial收集器
    单线程，暂停其它工作线程，依然是JVM运行在Client模式的默认收集器，简单而高效。在用户桌面应用场景中，收集几十甚至上百M的新生代，停顿时间会控制在100毫秒以内，可接受。

  • ParNew收集器
    Serial收集器的多线程版本，单核效果比Serial低。

  • Parallel Scavenge收集器
    新生代收集器，复制算法，“吞吐量优先”，可配置停顿时间和吞吐量大小，可打开GC自适应调节策略，自动调节新生代，Eden与Subvivor区比例。

  • Serial Old收集器
    是Serial收集器的老年代版本，单线程，“标记-整理”算法

  • Parallel Old收集器
    多线程，“标记-整理”，注重吞吐量及CPU资源敏感的场合，优先考虑Parallel Scavenge收集器加Parallel Old收集器

  • CMS收集器
    Concurrent Mark Sweep，最短回收停顿时间，重视响应速度，“标记-清除”，分4部：
    - 初始标记
    - 并发标记
    - 重新标记
    - 并发清除
    其中，初始和重新标记，单线程，缺点：
    - CPU资源敏感
    - 无法处理浮动垃圾
    - 标记清除算法，清理不及时，触发Full GC

  • G1收集器
    Garbage First，“标记-整理”，收集毫秒级，将整个Java堆分队多个region，维护一个优先列表，最大限度提升收集效率

posted @ 2017-06-01 23:42  toto怎么会喝醉  阅读(150)  评论(0)  编辑  收藏  举报