JVM之垃圾回收器概述的详细解析

垃圾回收器

概述

垃圾收集器分类：

• 按线程数分（垃圾回收线程数），可以分为串行垃圾回收器和并行垃圾回收器

  • 除了 CMS 和 G1 之外，其它垃圾收集器都是以串行的方式执行

• 按照工作模式分，可以分为并发式垃圾回收器和独占式垃圾回收器

  • 并发式垃圾回收器与应用程序线程交替工作，以尽可能减少应用程序的停顿时间

  • 独占式垃圾回收器（Stop the world）一旦运行，就停止应用程序中的所有用户线程，直到垃圾回收过程完全结束

• 按碎片处理方式分，可分为压缩式垃圾回收器和非压缩式垃圾回收器

  • 压缩式垃圾回收器在回收完成后进行压缩整理，消除回收后的碎片，再分配对象空间使用指针碰撞

  • 非压缩式的垃圾回收器不进行这步操作，再分配对象空间使用空闲列表

• 按工作的内存区间分，又可分为年轻代垃圾回收器和老年代垃圾回收器

GC 性能指标：

• 吞吐量：程序的运行时间占总运行时间的比例（总运行时间 = 程序的运行时间 + 内存回收的时间）

• 垃圾收集开销：吞吐量的补数，垃圾收集所用时间与总运行时间的比例

• 暂停时间：执行垃圾收集时，程序的工作线程被暂停的时间

• 收集频率：相对于应用程序的执行，收集操作发生的频率

• 内存占用：Java 堆区所占的内存大小

• 快速：一个对象从诞生到被回收所经历的时间

垃圾收集器的组合关系：

新生代收集器：Serial、ParNew、Parallel Scavenge

老年代收集器：Serial old、Parallel old、CMS

整堆收集器：G1

• 红色虚线在 JDK9 移除、绿色虚线在 JDK14 弃用该组合、青色虚线在 JDK14 删除 CMS 垃圾回收器

查看默认的垃圾收回收器：

• -XX:+PrintcommandLineFlags：查看命令行相关参数（包含使用的垃圾收集器）

• 使用命令行指令：jinfo -flag 相关垃圾回收器参数 进程 ID

Serial(串行)

Serial：串行垃圾收集器，作用于新生代，是指使用单线程进行垃圾回收，采用复制算法，新生代基本都是复制算法

STW（Stop-The-World）：垃圾回收时，只有一个线程在工作，并且 Java 应用中的所有线程都要暂停，等待垃圾回收的完成

Serial old(串行)：执行老年代垃圾回收的串行收集器，内存回收算法使用的是标记-整理算法，同样也采用了串行回收和 STW 机制

• Serial old 是 Client 模式下默认的老年代的垃圾回收器

• Serial old 在 Server 模式下主要有两个用途：

  • 在 JDK 1.5 以及之前版本（Parallel Old 诞生以前）中与 Parallel Scavenge 收集器搭配使用

  • 作为老年代 CMS 收集器的后备垃圾回收方案，在并发收集发生 Concurrent Mode Failure 时使用

开启参数：-XX:+UseSerialGC 等价于新生代用 Serial GC 且老年代用 Serial old GC

优点：简单而高效（与其他收集器的单线程比），对于限定单个 CPU 的环境来说，Serial 收集器由于没有线程交互的开销，可以获得最高的单线程收集效率

缺点：对于交互性较强的应用而言，这种垃圾收集器是不能够接受的，比如 JavaWeb 应用