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到目前为止还没有最好的垃圾收集器出现#xff0c;也没万能的垃圾收集器。实际使用中#xff0c;根据具体应用场景选择合适的垃圾收集器。
1、垃圾收集算法
垃圾收集算法可以从高…如果说垃圾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。
到目前为止还没有最好的垃圾收集器出现也没万能的垃圾收集器。实际使用中根据具体应用场景选择合适的垃圾收集器。
1、垃圾收集算法
垃圾收集算法可以从高层次上归纳为四种主要类型分代收集理论、标记-复制算法、标记-整理算法和标记-清除算法。
1.1、分代收集理论
大多对象在内存中只会存活很短的时间JVM堆内存被分为新生代和老年代。新生代中又分为Eden区和两个Survivor区新生代主要用于存放新建的对象短期内未被回收的对象会晋升到老年代。
算法应用 JVM垃圾收集器的基础所有垃圾收集器都基于这一理论实现。
1.2、标记-复制算法
标记-复制算法将堆内存划分为两个相等的区域将存活的对象从一个区域复制到另一个区域回收未被复制的对象。
优点 简单高效尤其适用新生代总是从空区域开始分配区域不会产生内存碎片。
缺点 需要两个相同大小的内存区域导致内存利用率降低。
典型应用 Serial GC、Parallel GC和G1 GC的新生代部分。
1.3、标记-整理算法
标记-整理算法首先标记所有的存活的对象再将存活的对象向堆的一端移动最后清理掉堆的另一端的空闲内存。
优点 解决内存碎片问题适合老年代内存管理。
缺点 对象移动和引用更新会带来额外的开销。
典型应用 Serial GCParallel GC和G1 GC的老年代部分
1.4、标记-清除算法
标记-清除算法先标记所有存活的对象再清理未标记的对象。
优点 实现简单不需要额外的空间来移动对象。
缺点 产生内存碎片。
典型应用 CMS GC的老年代部分。
2、垃圾收集器
2.1、新生代垃圾收集器
对象存活时间较短大多数对象在创建后很快就会被回收主要基于复制算法该算法效率高、能快速回收短生命周期的对象。
Serial 收集器
使用单线程进行垃圾收集适用于单处理器环境是最简单的收集器使用 标记-复制算法 处理新生代垃圾收集时会 Stop-The-World暂停所有用户线程适合需要最小化内存管理开销的场景(如桌面应用程序)
ParNew 收集器
Serial 收集器的多线程版本可以在多核环境下使用多线程进行垃圾收集常与 CMS 收集器配合使用来回收新生代
Parallel Scavenge 收集器
也叫做 “吞吐量优先” 收集器适用于高吞吐量的场景通过多线程进行垃圾收集使用 标记-复制算法强调在单位时间内完成尽可能多的任务适合后台服务器应用程序
2.2、老年代垃圾收集器
老年代的对象存活时间较长存活率高常用算法是标记-整理算法或标记-清除算法主要针对内存碎片化问题进行优化。
Serial Old 收集器
使用 标记-整理算法是 Serial 收集器 在老年代的版本使用单线程适用于单处理器环境
Parallel Old 收集器
使用 标记-整理算法是 Parallel Scavenge 收集器 的老年代版本支持多线程并发回收适合在多处理器环境下进行高吞吐量的垃圾回收
CMSConcurrent Mark-Sweep收集器
追求低停顿适合低延迟应用场景(如交互式应用程序)
CMS的工作过程【四个阶段】
① 初始标记 暂停所有的其他线程(STW)记录下gc roots直接能引用的对象速度很快。
② 并发标记 从GC Roots的直接关联对象开始遍历整个对象图过程耗时较长但不需要停顿用户线程可以与垃圾收集线程一起并发运行。
③ 重新标记 主要处理漏标问题停顿时间比初始标记阶段稍长但比并发标记阶段短主要用到三色标记里的增量更新算法。
④ 并发清理 开启用户线程同时GC线程开始对未标记的区域做清扫如果有新增对象会被标记为黑色不做任何处理。
CMS的优点 大部分工作可以在用户线程运行时并发进行减少垃圾收集时的停顿时间。
CMS的缺点 产生内存碎片有时需要额外的 Full GC 整理碎片。
2.3、新生代和老年代的统一收集器
同时管理新生代和老年代旨在提供更加统一的垃圾回收体验。
G1Garbage First收集器
JDK 1.7 中引入目标是替代 CMS 收集器主要用于低停顿的场景同时具备处理大堆内存的能力将堆划分为多个大小相等的区域不再区分严格的新生代和老年代优先处理那些收集回报较高的区域结合标记-复制和标记-整理算法解决CMS内存碎片问题具备并发回收能力在应用程序运行时尽量减少停顿时间SATB Snapshot-At-The-Beginning技术用于实现并发标记的准确性
SATB 实现原理
在并发标记阶段开始时记录下堆中对象引用的一个快照Snapshot通过这个快照垃圾收集器可以保证在标记过程中即使引用发生变化也能正确识别出哪些对象是存活的
SATB 步骤
① 初始快照 记录堆中所有对象的引用状态
② 引用更新 在并发标记过程中应用程序可能会更新对象的引用
③ 标记对象 按照快照记录的状态标记所有从 GC Roots 可达的对象
④ 结束标记 所有标记的对象和新增引用对象都被视为存活对象
SATB 优势
① 准确性 在快照时存活的对象能会被正确标记为存活对象
② 性能 仅在引用更新时需要记录旧引用对应用程序的性能影响较小
③ 避免浮动垃圾 有效减少因并发标记过程中的引用变化而导致的浮动垃圾
ZGCZ Garbage Collector
JDK 11 中引入超低延迟能够在很短的停顿时间内管理非常大的堆停顿时间一般小于 10ms堆高达 16 TB。
使用染色指针(Colored Pointers)和 读屏障(Read Barriers)实现了几乎完全的并发垃圾回收。核心目标是避免长时间的垃圾回收停顿适用于需要大内存且要求极低延迟的应用场景。
ZGC 存在问题
最大的问题是浮动垃圾ZGC的停顿时间在10ms以下但执行时间大于这个值期间创建的新对象难进入当次GC这些就是浮动垃圾
ZGC 浮动垃圾的解决方案 增大堆的容量
ZGC 4种触发时机
① 定时触发 默认为不使用可通过ZCollectionInterval参数配置
② 预热触发 最多三次在堆内存达到10%、20%、30%时触发主要是统计GC时间为其他GC机制使用。
③ 分配速率 基于正态分布统计计算内存99.9%可能的最大分配速率内存将要耗尽之前触发GC。
④ 主动触发 默认开启配置参数ZProactive
Shenandoah 收集器
Red Hat 推出低停顿的垃圾收集器和 ZGC 类似追求在大堆内存场景下实现低于 10ms 的 GC 停顿时间。
2.4、如何选择垃圾收集器建议
优先调整堆的大小让服务器自己来选择如果内存小于100M使用串行收集器如果是单核且没有停顿时间要求串行或JVM自己选择如果响应时间最重要且不能超过1秒使用并发收集器4G以下可以用parallel4-8G可以用ParNewCMS8G以上可以用G1几百G以上用ZGCJDK 1.8默认使用 Parallel(年轻代和老年代都是)
3、我的公众号
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