直通BAT之JVM系列

直通BAT必考題系列：JVM的4種垃圾回收算法、垃圾回收機(jī)制與總結(jié)

直通BAT必考題系列：深入詳解JVM內(nèi)存模型與JVM參數(shù)詳細(xì)配置

今天繼續(xù)JVM的垃圾回收器詳解，如果說垃圾收集算法是JVM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)。

常見的垃圾收集器有3類：

1.新生代的收集器包括：

Serial

PraNew

Parallel Scavenge

2.老年代的收集器包括：

Serial Old

Parallel Old

CMS

3.回收整個Java堆（新生代和老年代）

G1收集器

今天我們詳細(xì)談?wù)勔陨?種垃圾收集器的優(yōu)劣勢和使用場景。

新生代垃圾收集器

1.Serial串行收集器-復(fù)制算法

Serial收集器是新生代單線程收集器，優(yōu)點(diǎn)是簡單高效，算是最基本、發(fā)展歷史最悠久的收集器。它在進(jìn)行垃圾收集時，必須暫停其他所有的工作線程，直到它收集完成。

Serial收集器依然是虛擬機(jī)運(yùn)行在Client模式下默認(rèn)新生代收集器，對于運(yùn)行在Client模式下的虛擬機(jī)來說是一個很好的選擇。

2.ParNew收集器-復(fù)制算法

ParNew收集器是新生代并行收集器，其實(shí)就是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，其余行為包括Serial收集器可用的所有控制參數(shù)、收集算法、Stop The Worl、對象分配規(guī)則、回收策略等都與Serial 收集器完全一樣。

3.Parallel Scavenge（并行回收）收集器-復(fù)制算法

Parallel Scavenge收集器是新生代并行收集器，追求高吞吐量，高效利用 CPU。

該收集器的目標(biāo)是達(dá)到一個可控制的吞吐量（Throughput）。所謂吞吐量就是CPU用于運(yùn)行用戶代碼的時間與CPU總消耗時間的比值，即 吞吐量=運(yùn)行用戶代碼時間/（運(yùn)行用戶代碼時間+垃圾收集時間）

停頓時間越短就越適合需要與用戶交互的程序，良好的響應(yīng)速度能提升用戶體驗(yàn)，而高吞吐量則可用高效率地利用CPU時間，盡快完成程序的運(yùn)算任務(wù)，主要適合在后臺運(yùn)算而不需要太多交互的任務(wù)。

老年代垃圾收集器

1.Serial Old 收集器-標(biāo)記整理算法

Serial Old是Serial收集器的老年代版本，它同樣是一個單線程（串行）收集器，使用標(biāo)記整理算法。這個收集器的主要意義也是在于給Client模式下的虛擬機(jī)使用。

如果在Server模式下，主要兩大用途：

（1）在JDK1.5以及之前的版本中與Parallel Scavenge收集器搭配使用

（2）作為CMS收集器的后備預(yù)案，在并發(fā)收集發(fā)生Concurrent Mode Failure時使用

2.Parallel Old 收集器-標(biāo)記整理算法

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。這個收集器在1.6中才開始提供。

3.CMS收集器-標(biāo)記整理算法

CMS（Concurrent Mark Sweep）收集器是一種以獲取最短回收停頓時間為目標(biāo)的收集器。

目前很大一部分的Java應(yīng)用集中在互聯(lián)網(wǎng)站或者B/S系統(tǒng)的服務(wù)端上，這類應(yīng)用尤其重視服務(wù)器的響應(yīng)速度，希望系統(tǒng)停頓時間最短，以給用戶帶來較好的體驗(yàn)。CMS收集器就非常符合這類應(yīng)用的需求。

CMS收集器是基于“標(biāo)記-清除”算法實(shí)現(xiàn)的，它的運(yùn)作過程相對前面幾種收集器來說更復(fù)雜一些，整個過程分為4個步驟：

（1）初始標(biāo)記

（2）并發(fā)標(biāo)記

（3）重新標(biāo)記

（4）并發(fā)清除

其中，初始標(biāo)記、重新標(biāo)記這兩個步驟仍然需要“Stop The World”

CMS收集器主要優(yōu)點(diǎn)：

并發(fā)收集

低停頓

CMS三個明顯的缺點(diǎn)：

（1）CMS收集器對CPU資源非常敏感。CPU個數(shù)少于4個時，CMS對于用戶程序的影響就可能變得很大，為了應(yīng)付這種情況，虛擬機(jī)提供了一種稱為“增量式并發(fā)收集器”的CMS收集器變種。

（2）CMS收集器無法處理浮動垃圾，可能出現(xiàn)“Concurrent Mode Failure”失敗而導(dǎo)致另一次Full GC的產(chǎn)生。在JDK1.5的默認(rèn)設(shè)置下，CMS收集器當(dāng)老年代使用了68%的空間后就會被激活。

（3）CMS是基于“標(biāo)記-清除”算法實(shí)現(xiàn)的收集器，手機(jī)結(jié)束時會有大量空間碎片產(chǎn)生。空間碎片過多，可能會出現(xiàn)老年代還有很大空間剩余，但是無法找到足夠大的連續(xù)空間來分配當(dāng)前對象，不得不提前出發(fā)FullGC。

新生代和老年代垃圾收集器

1.G1收集器-標(biāo)記整理算法

JDK1.7后全新的回收器, 用于取代CMS收集器。

G1收集器的優(yōu)勢：

獨(dú)特的分代垃圾回收器,分代GC: 分代收集器, 同時兼顧年輕代和老年代

使用分區(qū)算法, 不要求eden, 年輕代或老年代的空間都連續(xù)

并行性: 回收期間, 可由多個線程同時工作, 有效利用多核cpu資源

空間整理: 回收過程中, 會進(jìn)行適當(dāng)對象移動, 減少空間碎片

可預(yù)見性: G1可選取部分區(qū)域進(jìn)行回收, 可以縮小回收范圍, 減少全局停頓

G1收集器的運(yùn)作大致可劃分為一下步驟：

G1收集器的階段分以下幾個步驟：

1、初始標(biāo)記（它標(biāo)記了從GC Root開始直接可達(dá)的對象）

2、并發(fā)標(biāo)記（從GC Roots開始對堆中對象進(jìn)行可達(dá)性分析，找出存活對象）

3、最終標(biāo)記（標(biāo)記那些在并發(fā)標(biāo)記階段發(fā)生變化的對象，將被回收）

4、篩選回收（首先對各個Regin的回收價值和成本進(jìn)行排序，根據(jù)用戶所期待的GC停頓時間指定回收計劃，回收一部分Region）

JVM垃圾收集器總結(jié)

本文主要介紹了JVM中的垃圾回收器，主要包括串行回收器、并行回收器以及CMS回收器、G1回收器。他們各自都有優(yōu)缺點(diǎn)，通常來說你需要根據(jù)你的業(yè)務(wù)，進(jìn)行基于垃圾回收器的性能測試，然后再做選擇。下面給出配置回收器時，經(jīng)常使用的參數(shù)：

-XX:+UseSerialGC：在新生代和老年代使用串行收集器

-XX:+UseParNewGC：在新生代使用并行收集器

-XX:+UseParallelGC ：新生代使用并行回收收集器，更加關(guān)注吞吐量

-XX:+UseParallelOldGC：老年代使用并行回收收集器

-XX:ParallelGCThreads：設(shè)置用于垃圾回收的線程數(shù)

-XX:+UseConcMarkSweepGC：新生代使用并行收集器，老年代使用CMS+串行收集器

-XX:ParallelCMSThreads：設(shè)定CMS的線程數(shù)量

-XX:+UseG1GC：啟用G1垃圾回收器

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的直通BAT必考题系列：7种JVM垃圾收集器特点，优劣势、及使用场景的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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