JVM垃圾收集器-創(chuàng)新互聯(lián)

如果說垃圾收集算法是內(nèi)存回收的方法論，那么垃圾收集器就是內(nèi)存回收的具體實(shí)現(xiàn)，這里討論一下基于JDK1.7 之后的HotSpot 虛擬機(jī)所包含的垃圾收集器，先來一張圖：

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這張圖中兩個(gè)收集器之間存在的連線，就說明他們可以搭配使用，虛擬機(jī)所處的區(qū)域，則表示他是屬于新生代收集器還是老年代
收集器。

從JDK1.3之前都在用Serial收集器，一直到現(xiàn)在JDK 1.7，HotSpot 虛擬機(jī)開發(fā)團(tuán)隊(duì)為消除或者減少工作線程因內(nèi)存回收兒導(dǎo)致停頓的努力一在進(jìn)行著，從Serial收集器到Parallel收集器
再到ConcurrentMarkSweep (CMS ) 乃至GC收集器最前沿的成果Garbage First (G1) 收集器，一直致力于用戶線程的停頓時(shí)間不短縮短，但是依舊沒有辦法完全消除。

1.  Serial 收集器
                Serial 收集器是最基本，發(fā)展歷史最悠久的收集器，曾經(jīng)在JDK1.3之前是虛擬機(jī)新生代收集的唯
一選擇。他是一個(gè)單線程的收集器，在他進(jìn)行垃圾收集的時(shí)候，必須暫停其他所有的工作線程，直到它收集結(jié)束。
Stop The World 是對(duì)它的一個(gè)最好的描述了，下圖是Serial收集器的運(yùn)行過程：

但是他依然是虛擬機(jī)在Client模式下的默認(rèn)新生代收集器，他也有著優(yōu)于其他收集器的地方：簡(jiǎn)單而高效（與其他單線程的收集器相比） ，對(duì)于限定單個(gè)CPU的環(huán)境來說，Serial收集器由于沒有線程
交互的開銷，自然可以提高單線程收集效率。所以Serial收集器對(duì)于運(yùn)行在Client模式下的虛擬機(jī)來說是一個(gè)很好的選擇。

2. PraNew收集器

他是Serial收集器的多線程版本，除了使用多線程進(jìn)行垃圾收集之外，其余包括收集算法，Stop The World ,對(duì)象分配規(guī)則，回收策略等都與Serial 收集器完全一樣。
下圖是PraNew收集器的工作過程：

目前只有它能和CMS收集器配合工作，ParNew 收集器也是使用-XX:+UseConcMarkSweepGC 選項(xiàng)后的默認(rèn)新生代收集器，也可以使用-XX:UsePraNewGC選項(xiàng)強(qiáng)制指定他。
他默認(rèn)開啟的收集線程數(shù)量與CPU的數(shù)量相同，在CPU非常多的環(huán)境下，可以使用-XX:ParallelGCThreads參數(shù)來限制垃圾收集的線程數(shù)。

3. Parallel Scavenge 收集器

Parallel Scavenge 收集器是一個(gè)新生代收集器，他也是使用復(fù)制算法的收集器，又是并行的多線程收集器。Parallel Scavenge 收集器的特點(diǎn)是他的兩個(gè)關(guān)注點(diǎn)與其他的收集器不同
，CMS收集器關(guān)注點(diǎn)是盡可能縮短卡機(jī)收集器時(shí)候，用戶線程的停頓時(shí)間，而Parallel Scavenge 收集器的目的是達(dá)到一個(gè)可控制的吞吐量。
吞吐量=運(yùn)行用戶代碼時(shí)間/（運(yùn)行用戶代碼時(shí)間+垃圾收集時(shí)間）
主要適合在后臺(tái)運(yùn)算而不需要太多交互的任務(wù)。
Parallel Scavenge 收集器提供了兩個(gè)參數(shù)用于精確控制吞吐量，分別是：控制大垃圾收集停頓的時(shí)間（-XX:MaxGCPauseMilis）參數(shù)以及直接設(shè)置吞吐量大?。?XXGCTimeRatio）參數(shù)
不過大家不要認(rèn)為如果把“大垃圾收集停頓的時(shí)間”參數(shù)設(shè)置小一點(diǎn)就可以使得垃圾收集速度變得更快，GC停頓時(shí)間縮短是以犧牲吞吐量和新生代空間來換取的。

4.Serial Old 收集器

Serial Old 是Serial收集器的老年代版本，他同樣是個(gè)單線程收集器，使用“標(biāo)記整理”算法。這個(gè)收集器的主要意義也是給Client模式下的虛擬機(jī)使用。
Serial Old 收集器的運(yùn)行示意圖如下：

5. Parallel Old 收集器

Parallel Old 是Parallel Scavenge收集器的老年代版本，使用多線程和“標(biāo)記-整理”算法。他是在JDK1.6才開始提供的，在此之前，新生代的Parallel Scavenge收集器一直處于
比較尷尬的狀態(tài)，原因是，如果新生代選擇了Parallel Scavenge 收集器，老年代除了Serial Old 收集器之外別無選擇。由于老年代Serial Old 收集器在服務(wù)端應(yīng)用性能上的“拖累"
使用了Parallel Scavenge 收集器也未必能在整體應(yīng)用上 獲得吞吐量大的效果，由于單線程的老年代收集中無法充分利用服務(wù)器多CPU的處理能力，在老年代很大而且硬件
比較高級(jí)的環(huán)境中，這種組合的吞吐量甚至還不一定有ParNew 加上CMS的組合給力。直到Parallel Old 收集器出現(xiàn)后，吞吐量有線收集器終于有了名副其實(shí)的組合，在注重吞吐量以及
CPU資源敏感的場(chǎng)合，都可以有線考慮Parallel Scavenge 加Parallel Old 收集器，Parallel Old 收集器工作過程如圖：

6. CMS 收集器

CMS（Concurrent Mark Sweep） 收集器是一種以獲最短回收停頓時(shí)間為目標(biāo)的收集器。從名字（Mark Sweep ）上就可以看出，CMS 是基于“標(biāo)記-清除”算法 實(shí)現(xiàn)的，他的運(yùn)作過程相對(duì)于
前面幾種收集器來說更復(fù)雜一些，整個(gè)過程分為4個(gè)步驟：

• 初始標(biāo)記（CMS initial mark）
• 并發(fā)標(biāo)記（CMS concurrent mark）
• 重新標(biāo)記（CMS remark）
• 并發(fā)清除（CMS concurrent sweep）

其中，初始標(biāo)記，重新標(biāo)記這兩個(gè)步驟“Stop The World”。 初始標(biāo)記僅僅只是標(biāo)記一下GC Roots 能直接關(guān)聯(lián)到的對(duì)象，速度很快，并發(fā)標(biāo)記階段就是進(jìn)行
GC Roots Trcing的過程，而重新標(biāo)記階段則是為了修正并發(fā)標(biāo)記期間因用戶程序繼續(xù)運(yùn)作而導(dǎo)致標(biāo)記產(chǎn)生變動(dòng)的那一部分對(duì)象的標(biāo)記記錄，這個(gè)階段的停頓時(shí)間一般
會(huì)比初始標(biāo)記階段稍長一些，但是比并發(fā)標(biāo)記的時(shí)間短。CMS 收集器運(yùn)行示意圖如下：

7. G1 收集器

G1 是一款面向服務(wù)端應(yīng)用的垃圾收集器，HotSpot 開發(fā)團(tuán)隊(duì)賦予他的使命是未來可以替換JDK1.5中的CMS收集器，G1 具備以下特點(diǎn)：

• 并行與并發(fā)：G1 能充分利用多CPU，多核環(huán)境下的硬件優(yōu)勢(shì)，使用多個(gè)CPU來縮短Stop The World 停頓的
  時(shí)間部分其他收集器原本需要停頓Java線程執(zhí)行的GC動(dòng)作，G1收集器仍然可以通過并發(fā)的方式讓Java程序繼
  續(xù)執(zhí)行。

  • 分代收集：他能夠采用不同的方式去處理新創(chuàng)建的對(duì)象和已經(jīng)存活了一段時(shí)間，熬過多次GC的就對(duì)象以獲取
    更好的收集效果。
  • 空間整合：與CMS的標(biāo)記清除算法不同，G1從整體看來是基于 標(biāo)記-整理算法實(shí)現(xiàn)的，但從局部看來基于復(fù)
    制算法實(shí)現(xiàn)的。但無論如何，這兩種算法都意味著G1運(yùn)作期間不會(huì)產(chǎn)生內(nèi)存空間碎片，手機(jī)后能提供規(guī)整的
    可用內(nèi)存。

  • 可預(yù)測(cè)的停頓：G1 還能建立可預(yù)測(cè)的停頓時(shí)間模型，能讓使用者明確指定在一個(gè)長度為M毫秒的時(shí)間片段內(nèi)，
    消耗在垃圾收集上的時(shí)間不得超過N毫秒。

    G1 收集器運(yùn)行示意圖如下：

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新聞名稱：JVM垃圾收集器-創(chuàng)新互聯(lián)
文章路徑：http://bm7419.com/article16/cdeegg.html

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