站长工具国产2022,做一个商城网站需要提交那些文件,柳州最新消息,青岛网站建设大全文章目录垃圾收集器概述Serial 与 Serial Old 垃圾收集器Serial 与 Serial Old 垃圾收集器总结ParNew 垃圾收集器Parallel Scavenge 垃圾收集器Parallel Scavenge 的吞吐量控制参数Parallel Scavenge 的自适应调节策略Parallel Scavenge 垃圾收集器总结ParNew 和 Parallel Scav…
文章目录垃圾收集器概述Serial 与 Serial Old 垃圾收集器Serial 与 Serial Old 垃圾收集器总结ParNew 垃圾收集器Parallel Scavenge 垃圾收集器Parallel Scavenge 的吞吐量控制参数Parallel Scavenge 的自适应调节策略Parallel Scavenge 垃圾收集器总结ParNew 和 Parallel Scavenge 垃圾收集器的对比Parallel Old 垃圾收集器CMS 垃圾收集器CMS 垃圾收集器的收集过程CMS 的缺点处理器资源敏感Concurrent Mode Failure浪费堆内存空间没有很好地处理内存碎片无法处理浮动垃圾G1 垃圾收集器G1 垃圾收集器管理下的堆内存布局区域的主要特性G1 垃圾收集的过程G1 垃圾收集动作分类Young GC/Minor GCMixed GCFull GCG1 垃圾收集器总结垃圾收集器概述
可以用一句非常形象的话来描述垃圾收集器
如果说收集算法是内存回收的方法论那么垃圾收集器就是内存回收的具体实现。这里我们主要介绍基于分代收集理论设计的垃圾收集器
Serial 与 Serial Old 垃圾收集器
Serial 与 Serial Old 垃圾收集器都是单线程收集的垃圾收集器。 其中 Serial 用于收集新生代使用的是 Appel 式复制算法SerialOld 用于收集老年代使用的是标记整理算法。 他们的特点也非常明显即都是单线程执行 GC 工作。
Serial 与 Serial Old 垃圾收集器总结
Serial 与 Serial Old 垃圾收集器优缺点如下 优点
实现简单单线程收集效率较高资源消耗低
缺点
无法运用多核 CPU 多线程并行处理优势导致整体工作效率低下 因为资源消耗低和单线程工作的特性Serial 与 Serial Old 垃圾收集器适用于内存资源受限或者处理器核心数较少的场景中适用于运行在客户端模式下的虚拟机。
ParNew 垃圾收集器
ParNew 垃圾收集器是一个支持多线程并行收集的新生代垃圾收集器本质上是 Serial 的多线程并行版本。
ParNew 垃圾收集器一个非常重要的特性就是除了 Serial 垃圾收集器外只有它能跟 CMS 垃圾收集器搭配工作ParNew 使用的也是 Appel 式复制算法
Parallel Scavenge 垃圾收集器
Parallel Scanvenge 垃圾收集器也是一个支持多线程并行收集的垃圾收集器。 Parallel Scanvenge 垃圾收集器关注的是吞吐量所以也被称为吞吐量优先收集器吞吐量计算公式为 吞吐量运行用户代码时间运行用户代码时间运行垃圾收集时间吞吐量\frac{运行用户代码时间}{运行用户代码时间 运行垃圾收集时间} 吞吐量运行用户代码时间运行垃圾收集时间运行用户代码时间 运行用户代码时间 运行垃圾收集时间基本上约等于程序运行总时间则由公式可以得出
运行垃圾收集时间与程序运行总时间的比值越小则吞吐量越高运行垃圾收集时间与程序运行总时间的比值越大则吞吐量越低
Parallel Scavenge 的吞吐量控制参数
Parallel Scavenge 提供了两个用于精准控制吞吐量的参数分别是
期望的最大垃圾收集停顿时间-XX:MaxGCPauseMills单位是毫秒 当设置了这个参数之后收集器将尽力保证单次垃圾收集花费的时间不超过设定好的参数值在需要与用户频繁交互的场景下垃圾收集停顿时间越小则用户对于应用程序停顿的感知越少即用户体验越好此参数并不是越小越好因为垃圾收集停顿时间的缩小是以牺牲吞吐量和新生代空间为代价来换取的 期望的最低吞吐量-XX:GCTimeRatio 当设置了这个参数后收集器将会尽量保证吞吐量大于等于设定好的参数默认值是 99即收集器将会尽量保证吞吐量大于等于 99%
Parallel Scavenge 的自适应调节策略
Parallel Scavenge 提供了一个自适应调节策略开关参数-XXUseAdaptiveSizePolicy。 当开启这个参数后我们就不需要再手工指定新生代大小Eden 和 Survivor 大小比例等细节参数了。虚拟机将会根据当前应用的运行情况和系统资源动态调整这些参数来使垃圾收集的性能最优让程序获得最高的吞吐量。 注意设置这个参数同时也可以设置期望的最大垃圾收集停顿时间、期望的最低吞吐量参数来给虚拟机设定一个优化目标。
Parallel Scavenge 垃圾收集器总结
Parallel Scavenge 是一款支持多线程并行收集的垃圾收集器可以通过参数来精准控制吞吐量也可以开启自适应调节策略将虚拟机的一些运行细节参数交给虚拟机自行动态设置。 Parallel Scavenge 适用于计算密集型场景。
ParNew 和 Parallel Scavenge 垃圾收集器的对比
ParNew 和 Parallel Scavenge 都是支持多线程并行收集的垃圾收集器它们之间的区别主要有以下几点
Parallel Scavenge 可以精确控制吞吐量Parallel Scavenge 可以开启自适应调节策略ParNew 可以与 CMS 搭配使用Parallel Scavenge 不能
Parallel Old 垃圾收集器
Parallel Old 垃圾收集器是一个支持多线程并行收集的老年代垃圾收集器。 Parallel Old 基于标记-整理算法实现主要用于与 Parallel Scavenge 搭配使用。 JDK 8 默认的垃圾收集器组合就是 Parallel Scavenge 和 Parallel Old。
CMS 垃圾收集器
CMS 垃圾收集器全称 Concurrent Mark Sweep 垃圾收集器是一种支持多线程并行清理且能与用户线程并发执行的垃圾收集器。从字面意思来看可以理解为并发标记清除垃圾收集器也被称为并发低停顿收集器。 CMS 基于标记-清除算法实现。
CMS 垃圾收集器的收集过程
CMS 垃圾收集器的收集过程如下:
初始标记执行 STW并标记下 GC Root 能直接引用的对象。这个过程相当迅速并发标记退出 STW多个 GC 线程从初始标记标记过的对象开始遍历对象的引用关系图 此过程多个 GC 线程与用户线程一起运行且耗时较长 重新标记执行 STW并修正并发标记期间标记产生变动的那一部分对象的标记记录采用增量更新的方式解决 在并发标记过程中GC 线程与用户线程同时在运行所以很可能会导致一些已经标记过的对象的存活状态发生改变故而需要 STW 来修正这些变动的标记 并发清理退出 STWGC 线程开始清理标记阶段判定为死亡的对象 此过程多个 GC 线程与用户线程一起运行清理完成后不需要移动存活对象即没有整理内存碎片 并发重置重置本次 GC 过程中的标记数据 此过程 GC 线程与用户线程一起运行
整个过程如下所示
CMS 的缺点
CMS 的优点非常明显即并发收集与低停顿。与此同时也有几个明显的缺点
处理器资源敏感
CMS 垃圾收集器在与用户线程并发执行的阶段中虽然不会暂停用户线程但是由于 GC 线程的执行本身就需要一部分系统资源所以会抢占用户线程的系统资源导致用户线程的执行变慢从而降低总吞吐量。 这种情况在系统资源充足处理器核心数比较多的场景中并不是很明显但多少还是会有影响但是一旦处理器核心数较少时少于 4 个GC 线程对资源的占用导致应用程序变慢的情况可能就会变得比较明显。
Concurrent Mode Failure
由收集过程我们可以知道在并发标记和并发清理阶段用户线程和 GC 线程是并发执行的。 那么在这两个阶段的实际的执行过程中由于用户线程在同时执行即用户线程在正常地调用、退出方法创建和销毁栈帧声明对象或者修改引用关系那么很可能出现再次触发 GC 的情况即用户线程的这些操作又导致可用空闲不足或者触发了其他垃圾回收的条件。 这种情况就是 Concurrent Mode Failure在这种情况发生后会立即 STW使用 Serial Old 垃圾收集器来回收。这不是个好消息因为 Seial Old 的收集效率比较低下。 即当出现 Concurrent Mode Failure 时JVM 会使用 Serial Old 垃圾收集器进行回收本次的停顿时间将会变得很长。
浪费堆内存空间
由于在执行 GC 的过程中还需要让用户线程继续执行所以触发 GC 的条件不能像其他老年代垃圾收集器一样一直到快满了才触发而是需要预留一部分空间让执行 GC 的过程中并发执行的用户线程使用。 这个预留空间的大小一个比例通常可以配置默认是 92。即触发 GC 的条件是老年代的空间使用了 92% 剩余的 8% 将预留给执行 GC 过程中并发执行的用户线程使用。 这个空间并不是越小越好当执行 GC 过程中这个预留的空间不够用而导致触发一次新的 GC 时将会出现一次 Concurrent Mode Failure。 所以这里就需要有一个取舍
如果这个预留空间设置得比较大那么将会浪费内存空间如果这个预留空间设置得比较小那么可能会导致频繁出现 Concurrent Mode Faliure从而拉低吞吐量
没有很好地处理内存碎片
CMS 是一款基于标记-清除算法实现的垃圾收集器在拥有标记-清除算法带来的优点的同时不例外地它也存在算法带来的缺点——没有整理内存碎片。 当内存碎片过多时就会给大对象的内存分配带来麻烦老年代还剩余很多内存空间但是却找不到一块足够大的连续的内存空间当出现这种情况时虚拟机不得不发起一次 Full GC 来尝试获得一块足够大的连续的内存空间。 CMS 为解决这个问题提供了两个解决方案
开启 -XX:UseCMSCompactAtFullCollection 参数让虚拟机在执行 Full GC 后执行一次碎片整理开启后基本等同于标记-整理算法 由于碎片整理需要移动存活的对象所以这个过程是需要 STW 的这会导致停顿时间变长从而降低吞吐量 设置 -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction 参数即进行多少次 Full GC 后执行一次内存碎片整理 例如当此参数的值设置成 3 的含义代表着进行了 3 次 Full GC 后在下次即第 4 次 Full GC 执行前先执行一次内存碎片整理后再执行 Full GC默认值为 0即每次进行 Full GC 之前都要先整理一遍内存碎片
无法处理浮动垃圾
如果在两个与用户线程并发执行的过程中又有新的垃圾对象产生那么这部分对象将变成浮动垃圾则本次清理过程并不能处理掉这些对象。 很多时候浮动垃圾带来了执行过程中的不确定性例如很可能因为产生的浮动垃圾足够多而重新触发了一次新的 GC 过程这就会引起 Concurrent Mode Failure从而使吞吐量下降
G1 垃圾收集器
G1即 Garbage First 垃圾收集器它是一款面向服务端应用的垃圾收集器。在系统资源充足大容量内存和 CPU 核心数较多的情况下可以同时满足低停顿与高吞吐量的要求。
G1 垃圾收集器管理下的堆内存布局
G1 将堆划分成了多个大小相等的独立区域Region每个区域都可以根据当前内存分配需要而扮演不同的角色例如扮演 Eden 空间扮演 Survivor 空间或者扮演老年代空间。 G1 可以根据每个区域当前扮演的角色不同采用通过不同的策略进行管理。
区域的主要特性
区域最多为 2048 个每个区域的大小取值范围为 1~32MB且必须为 2 的幂次方可以通过参数 -XX:G1HeapRegionSize 来指定区域有四种角色 Eden表示这个区域当前是 Eden 空间的一部分Survivor表示这个区域当前是 Survivor 空间的一部分Old表示这个区域当前是老年代空间的一部分Humongous表示当前这个区域存储的是一个大对象部分或全部即一个大对象可能会存放在一个或连续的几个 Humongous 区域中 当一个对象的大小超过了区域大小的 50%那么就会被判定为大对象 新生代、老年代的概念依然存在但是大小不再固定空间也并不连续 新生代是由当前堆中所有扮演 Eden 和 Survivor 角色的区域的合集这些区域并不一定连续总大小也不固定老年代是由当前堆中所有扮演老年代角色的区域的合集
G1 垃圾收集的过程
初始标记进行 STW并标记 GC Root 能直接引用的对象并发标记结束 STW多个 GC 线程与用户线程并发执行遍历上一步标记的对象的引用关系图判定对象的存活状态最终标记进行 STW使用原始快照SATB的方法处理上一步中对象引用关系存在变化的对象筛选回收进行 STW对需要进行回收的 Region 进行回收价值和成本的排序并结合用户期望的停顿时间来制定回收计划 最终制定的回收计划中需要回收的 Region 当前所扮演的角色可能是不同的但是一定是当前最值得回收的一些区域回收时将会把这些 Region 中存活的对象全部复制到空的 Region 中再清空旧 Region 的空间用户期望的停顿时间对于决定最后要回收的回收集是相当重要的如果这个值越小那么可能最后要回收的回收集的数量也越少档次回收效率也会变低
G1 垃圾收集动作分类
Young GC/Minor GC
Young GC或者说 Minor GC回收范围为年轻代。当现有的所有的 Eden 区放满了不会立马触发而是会估算现有的 Eden 区回收需要的时间估算出来的值与用户指定的最大停顿时间进行对比
如果估算出来的回收现有 Eden 区所需的时间远小于用户指定的最大停顿时间那么将不会执行 Young GC而是会增加年轻代的 Region如果估算出来的回收现有 Eden 区所需的时间接近于用户指定的最大停顿时间那么将执行 Young GC
Mixed GC
Mixed GC回收范围为所有区域当老年代的区域占有率达到设定的参数值时触发。 使用复制算法当执行拷贝发现已经没有足够可用的空 Region 区域时将会触发一次 Full GC
Full GC
Full GC回收范围为所有区域。当 Mixed GC 执行中发现没有足够可用的空 Region 区域时触发。 Full GC 将会进行 STW然后采用单线程进行标记、清除、压缩整理以便释放出新的空 Region。
G1 垃圾收集器总结
G1 垃圾收集器的主要特点如下
独特的堆内存划分方式良好的内存碎片整理机制G1 整体是基于标记-整理算法来实现的但是从局部来看是基于复制算法来看实现的可预测的停顿时间模型用户通过指定 -XX:MaxGCPauseMills 来确切地指定每次 GC 的最大停顿时间
