JVM原理及调优_垃圾回收器

什么是垃圾收集器？

• 垃圾收集器是垃圾回收算法（引用计数法、标记清除法、标记整理法、复制算法）的具体实现，不同垃圾收集器、不同版本的JVM所提供的垃圾收集器可能会有很在差别。

图中展示了7种不同分代的收集器：
Serial、ParNew、Parallel Scavenge、CMS、Serial Old、Parallel Old、G1

而它们所处区域，则表明其是属于新生代还是老年代的收集器：

• 新生代收集器：Serial、ParNew、Parallel Scavenge
• 老年代收集器：CMS、Serial Old、Parallel Old
• 整堆收集器：G1

两个收集器间有连线，表明它们可以搭配使用：

Serial / Serial Old
Serial / CMS
ParNew / Serial Old
ParNew / CMS
Parallel Scavenge / Serial Old
Parallel Scavenge / Parallel Old
G1

垃圾回收器详解

Serial

Serial 收集器：新生代。发展历史最悠久的收集器。它是一个单线程收集器，它只会使用一个 CPU 或者线程去完成垃圾收集工作，而且在它进行垃圾收集时，必须暂停其他所有的工作线程，直到它收集结束。
特点：

新生代收集器，使用复制算法收集新生代垃圾。
单线程的收集器，GC工作时，其它所有线程都将停止工作。
简单高效，适合单 CPU 环境。单线程没有线程交互的开销，因此拥有最高的单线程收集效率。

//如何设置JVM参数底下会讲解：这里只是列举一部分参数：设置垃圾收集器："-XX:+UseSerialGC"  --添加该参数来显式的使用改垃圾收集器；

ParNew

ParNew 收集器：新生代。Serial 的多线程版本，即同时启动多个线程去进行垃圾收集。
特点：

新生代收集器。ParNew垃圾收集器是Serial收集器的多线程版本，采用复制算法。
除了多线程外，其余的行为、特点和Serial收集器一样。
只有它能与 CMS 收集器配合使用。
但在单个CPU环境中，不比Serail收集器好，多线程使用它比较好。

//如何设置JVM参数底下会讲解：这里只是列举一部分参数：设置垃圾收集器："-XX:+UseParNewGC"  --强制指定使用ParNew；    
设置垃圾收集器： "-XX:+UseConcMarkSweepGC"  --指定使用CMS后，会默认使用ParNew作为新生代收集器；
设置垃圾收集器参数："-XX:ParallelGCThreads"  --指定垃圾收集的线程数量，ParNew默认开启的收集线程与CPU的数量相同；

Parallel Scavenge

Parallel Scavenge 收集器：新生代。和 ParNew 的关注点不一样，该收集器更关注吞吐量，尽快地完成计算任务。
特点：

新生代收集器。
采用复制算法。
多线程收集。
与ParNew 不同的是：高吞吐量为目标，（减少垃圾收集时间，让用户代码获得更长的运行时间）

//如何设置JVM参数底下会讲解：这里只是列举一部分参数：设置垃圾收集器："-XX:+UseParallelGC"  --添加该参数来显式的使用改垃圾收集器；
设置垃圾收集器参数："-XX:MaxGCPauseMillis"  --控制垃圾回收时最大的停顿时间(单位ms)
设置垃圾收集器参数："-XX:GCTimeRatio"  --控制程序运行的吞吐量大小吞吐量大小=代码执行时间/(代码执行时间+gc回收的时间)
设置垃圾收集器参数："-XX:UseAdaptiveSizePolicy"  --内存调优交给虚拟机管理

Serial Old

• Serial Old 收集器：Serial 的老年代版本，使用标记 - 整理算法。

特点：

1. 老年代收集器， 采用"标记-整理"算法。
2. 单线程收集。

//如何设置JVM参数底下会讲解：这里只是列举一部分参数：在JDK1.5及之前，与Parallel Scavenge收集器搭配使用，
在JDK1.6后有Parallel Old收集器可搭配。
现在的作为CMS收集器的后备预案，在并发收集发生Concurrent Mode Failure时使用

Parallnel old

• Parallnel old 收集器，多线程：Parallel 的老年代版本，使用标记 - 整理算法。

特点：

1. 针对老年代。
2. 采用"标记-整理"算法。
3. 多线程收集。
4. 但在单个CPU环境中，不比Serial Old收集器好，多线程使用它比较好。

//如何设置JVM参数底下会讲解：这里只是列举一部分参数：设置垃圾收集器："-XX:+UseParallelOldGC"：指定使用Parallel Old收集器；

CMS

• CMS 收集器：老年代。是一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器，适用于互联网站或者 B/S 系统的服务端上。
  特点：

1. 针对老年代，采用标记-清楚法清除垃圾；
2. 基于"标记-清除"算法(不进行压缩操作，产生内存碎片)；
3. 以获取最短回收停顿时间为目标；
4. 并发收集、低停顿；
5. CMS收集器有3个明显的缺点：1.对CPU资源非常敏感、2.无法处理浮动垃圾，可能出现"Concurrent Mode Failure"失败、3.产生大量内存碎片
6. 垃圾收集线程与用户线程（基本上）可以同时工作

//如何设置JVM参数底下会讲解：这里只是列举一部分参数：设置垃圾收集器："-XX:+UseConcMarkSweepGC"：指定使用CMS收集器；

G1

• G1 收集器：分代收集器。当今收集器技术发展最前沿成果之一，是一款面向服务端应用的垃圾收集器。G1可以说是CMS的终极改进版，解决了CMS内存碎片、更多的内存空间登问题。虽然流程与CMS比较相似，但底层的原理已是完全不同。

特点：

1. 能充分利用多CPU、多核环境下的硬件优势；
2. 可以并行来缩短(Stop The World)停顿时间；
3. 也可以并发让垃圾收集与用户程序同时进行；
4. 分代收集，收集范围包括新生代和老年代
5. 能独立管理整个GC堆（新生代和老年代），而不需要与其他收集器搭配；
6. 能够采用不同方式处理不同时期的对象；
7. 应用场景可以面向服务端应用，针对具有大内存、多处理器的机器；
8. 采用标记-整理 + 复制算法来回收垃圾

//如何设置JVM参数底下会讲解：这里只是列举一部分参数：设置垃圾收集器："-XX:+UseG1GC"：指定使用G1收集器；
设置垃圾收集器参数："-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent"：当整个Java堆的占用率达到参数值时，开始并发标记阶段；默认为45；
设置垃圾收集器参数："-XX:MaxGCPauseMillis"：为G1设置暂停时间目标，默认值为200毫秒；
设置垃圾收集器参数："-XX:G1HeapRegionSize"：设置每个Region大小，范围1MB到32MB；目标是在最小Java堆时可以拥有约2048个Region