GC垃圾回收

GC垃圾回收

目录

JVM内存分代模型（用于分代垃圾回收算法）

常见的垃圾回收算法

stop the world

GC为什么会有全局停顿：

什么时候回触发GC：

GC的类型

---

JVM内存分代模型（用于分代垃圾回收算法）

1. 年轻代(Young Gen)：年轻代主要存放新创建的对象，内存大小相对会比较小，垃圾回收会比较频繁。年轻代分成1个Eden Space(伊甸区)和2个Survivor Space(幸存者区)，Survivor Space中又分成from和to。当对象在堆创建时，将进入年轻代的Eden Space。垃圾回收器进行垃圾回收时，扫描Eden Space和from，这些对象经过第一次Minor GC后，如果仍然存活，将会被移到to。对象每熬过一次Minor GC，年龄就会增加1岁，当它的年龄增加到一定程度时，就会被移动到年老代中。因为年轻代中的对象都是朝生夕死的(80%以上)，所以在年轻代使用的垃圾回收算法是赋值算法，复制算法不会产生内存碎片。扫描完毕后，JVM将Eden Space和from清空，然后交换from和to的角色。
2. 年老代(Tenured Gen)：年老代主要存放JVM认为生命周期比较长的对象，内存大小相对会比较大，垃圾回收也相对没有那么频繁，年老代主要采用压缩的方式来避免内存碎片(将存活对象移动到内存片的另一边，也就是内存整理)。当然，有些垃圾回收器(譬如CMS垃圾回收器)处于效率的原因，可能不会进行压缩。
3. 持久代(Perm Gen)：持久代主要存放类定义、字节码和常量等很少会变更的信息。

常见的垃圾回收算法

标记清除算法：标记清楚算法是现代垃圾回收算法的思想基础。标记清除将垃圾回收分为两个阶段：标记阶段和清除阶段。

• 标记阶段：首先通过根节点，标记所有从根节点开始的可达对象。因此未被标记的对象就是未被引用的垃圾对象。
• 清除阶段：在清除阶段，清除所有未被标记的对象。

标记清除算法的缺点：

• 等待时间长，导致stop the world的时间很长。
• 不能解决内存碎片的问题。

复制算法：

将原有的内存空间分为两块，每次只使用其中的一块。在垃圾回收的时候，将存活对象复制到未使用的内存块中，之后，清除正在使用的内存块中的所有对象。交换两个内存的角色，完成垃圾回收。

复制算法的缺点：

• 空间浪费，复制算法每次都只对半区内存进行回收，，复制算法要想使用，最起码对象的存活率要非常低才行，而且重要的是要克服50%的内存浪费。
• 如果要应对所有对象都100%存活的极端情况，就必须要有很大的额外空间担保，所以这种算法不适用很多的对象存活率都很高的时候(年老代)。

标记整理算法：

在标记清除算法的基础上做了一些优化，和标记清除算法一样，首先需要从根节点开始，对所有可达对象做一次标记。但是之后，将所有存活的对象压缩到内存一端，然后清理边界外所有的空间。

标记整理算法的缺点：

• 效率很低，不仅要标记所有存活的对象，还要整理所有存活对象的引用地址。

总结：

• 效率：复制算法>标记整理算法>标记清除算法
• 内存整齐度：复制算法>标记整理算法>标记清除算法
• 内存利用率：标记整理算法>标记清除算法>复制算法

stop the world

java中一种全局暂停的现象，全局停顿，所有代码停止，native代码可以执行，但不能和JVM交互。多半情况下是由于GC引起的。

 

危害：

• 长时间服务停止，没有响应（将用户正常工作的线程全部暂停掉）
• 比如上面的这主机和备机：现在是主机在工作，此时如果主机正在GC造成长时间停顿，那么备机就会监测到主机没有工作，于是备机开始工作了；但是主机不工作只是暂时的，当GC结束之后，主机又开始工作了，那么这样的话，主机和备机就同时工作了。主机和备机同时工作其实是非常危险的，很有可能会导致应用程序不一致、不能提供正常的服务等，进而影响生产环境。

GC为什么会有全局停顿：

• 避免无法彻底清理干净
• GC的工作必须在一个能确保一致性的快照中进行

什么时候回触发GC：

• 当新对象生成，并且在Eden申请空间失败时，就会触发Minor GC
• 年老代（Tenured）被写满
• 持久代（Perm）被写满
• System.gc()被显示调用
• 上一次GC之后Heap的各域分配策略动态变化

GC的类型

一、年轻代垃圾回收器：

1、Serial：

单线程GC，在进行垃圾收集时，必须暂停其他所有的工作线程，直到它收集结束。

2、ParNew:

就是Serial的多线程版本，除了使用多条线程进行垃圾收集之外，其余都和Serial完全一样。老年代使用CMS时，新生代会默认使用ParNew，也只有ParNew可以和CMS配合使用。

3、Paraller Scavenge：

并行多线程收集器，server模式下默认GC的方式。停顿时间短，良好的响应速度可以提升用户体验。有自适应调节策略。

二、老年代垃圾回收器：

1、Serial Old：

是Servial的老年代版本，同样是一个单线程收集器，每次进行回收都很耗时。

2、Parallel Old：

Parallel Scavenge收集器的老年代版本，多线程

3、CMS：

一种获得最短停顿时间为目标的GC，目前用重视响应速度的服务端上（如BS架构）。使用XX:+UseConcMarkSweepGC指定使用。

优点：响应时间短

缺点：对CPU资源很敏感，会导致应用变慢，总吞吐量会降低

4、G1：

并行与并发：充分利用多CPU的优势，使用多个CPU来缩短Stop-The-World停顿的时间。通过并发的形式让java程序据继续执行。

分代收集：既可以收集新生代也可以收集老年代

空间整合：采用标记-整理算法

可预测停顿：可以建立可预测的停顿时间模型，从而达到降低停顿时间的要求。