垃圾收集器

垃圾收集器

在java虚拟机中，有7个垃圾收集器，3个作用于年轻代，3个作用于老年代，还有G1是可以既作用于年轻代，也可以作用于老年代。

图中连线的表示可以组合使用。

Serial

• 新生代收集器，可以和Serial Old，CMS组合使用；
• 单线程独占式回收，会产生Stop The World现象；
• 采用复制算法
• client模式年轻代默认算法
• GC日志关键字：DefNew(Default New Generation)

ParNew

• 新生代收集器，可以和Serial Old, CMS组合使用；
• 多线程独占式回收，会产生Stop The World现象；
• 采用复制算法
• server模式年轻代默认算法
• 使用-XX:ParallelGCthreads参数来限制垃圾回收的线程数
• GC日志关键字：ParNew(Parallel New Generation)

Paralle Scavenge

• 新生代收集器，可以和Serial Old、ParallelOld组合使用
• 多线程独占式回收，会产生Stop The World现象；
• 采用复制算法
• 该收集器非常注重系统的吞吐量，提供了以下参数来调节系统的吞吐量
  • -XX:MaxGCPauseMillis：设置最大垃圾收集停顿时间，单位为毫秒。系统会根据最大垃圾收集停顿时间来调节虚拟机的java堆大小，一个小的堆回收时间更小，但回收次数会增加，导致系统的吞吐量减小。
  • -XX:GCTimeRatio：设置吞吐量的大小（即垃圾回收时间占总时间的比率）设置越小，系统就会根据值设置一个更大的堆，减少垃圾回收的次数，增大吞吐量，但是单次垃圾回收时间会边长。
  • -XX:UseAdaptiveSizePolicy：参数开关，启动后系统动态自适应调节各参数，如-Xmn、-XX：SurvivorRatio等参数，寻找到堆大小，吞吐量和停顿时间之间平衡点。
• GC日志关键字：PSYoungGen

Serial Old

• 老年代收集器，可以和所有的年轻代收集器组合使用
• 采用标记压缩算法
• 采用单线程独占式算法，会产生Stop The World现象；
• GC日志关键字：Tenured

Parallel Old

• 老年代收集器，只能和Parallel Scavenge组合使用
• 采用标记压缩算法
• 采用多线程独占式算法，会产生Stop The World现象；
• GC日志关键字：ParOldGen

CMS( Concurrent Mark Sweep )

• 老年代收集器， 可以和Serial、ParNew组合使用
• 采用标记清除算法
  • UserCMSCompactAtFullCollection：默认开启，FullGC时进行内存碎片整理，整理时用户进程需停止，即发生Stop The World
  • CMSFullGCsBeforeCompaction：设置执行多少次不压缩的Full GC后，执行一个带压缩的（默认为0，表示每次进入Full GC 时都会进行碎片整理
• CMS是并发收集的，就是垃圾回收和用户程序同时进行，但某些阶段还是独占式的，这些阶段还是会出现Stop The World现象
  • 初始标记：独占式的，不能和用户程序同时进行，会Stop the world ,这只是标记根对象
  • 并发标记： 进行GC Roots Tracing，时间长，和用户程序同时进行，不发生用户进程停顿
  • 预清理：和用户程序并发执行，为正式清理做准备和检查，预清理还会尝试控制一次停顿的时间。
  • 重新标记：独占式的，不能和用户程序同时进行，会Stop the world 。因为并发标记是和用户程序同时进行的，在标记的时候，还有垃圾对象不断产生，重新标记就是为了标记那部分对象的。
  • 并发清除：清除垃圾对象，是可以和用户进行同时进行的。
  • 并发重置：垃圾回收完成，重新初始化CMS数据结构和数据。
• -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction 指定当内存使用率到达多少时，执行一次CMS回收，因为CMS回收的时候依然会产生垃圾对象，所以不能等内存满了才来回收。

G1回收器

G1回收器时JDK1.7正式使用的全新垃圾回收器，G1回收器使用分代和分区算法。分代算法就是依然区分年轻代和老年代，依然后eden区和survivor区。分区算法就是不要求整个eden区，年轻代或者老年代都连续。

G1的收集过程

• 新生代GC
• 并发标记周期
• 混合收集
• 如果需要，可能会进行Full GC

G1的新生代GC

一旦eden区被占满，G1的新生代GC就会发生。

上图中eden区被清空，survivor区保留一部分，old区增多。

G1垃圾收集过程：
1，初始标记：stop the world 标记GC Roots，修改TAMS指针的值（TAMS是用来标识在回收过程用户线程新分配的对象地址区间，这些对象不用参与本次GC，因此要调整TAMS指针，防止下一阶段GC会标记到这些对象）
2，并发标记：从GC Roots开始进行可达性分析，扫描整个堆所有垃圾对象，扫描完成还有重新处理SATB记录（SATB是在GC过程中用户线程删除了的对象引用，因此需要处理这些变动的对象引用）
3，最终标记：stop the world，因此并发标记多次是和用户线程一起执行的，因此在处理SATB的过程，用户线程还会删除对象引用，SATB仍然会增加，因此需要stop the world来处理剩下的少量SATB记录。
4，筛选回收：stop the world 对各个Region的回收价值和成本进行排序，根据用户期望的停顿时间来回收。因为用的是复制算法回收，因此需要移动存活对象，因此必须暂停用户线程。

G1的优点：1，使用Region划分内存空间，回收垃圾多的Region，控制回收停顿的时间。
G1的缺点：1，需要记录自己和各个Region之间的对象引用，需要耗费Java堆容量10%至20%的额外内存。