JVM那些事儿，GC（二）

我是方圆，简单入入JVM的门儿

1. GC的作用范围

2. 四种GC算法

1. 引用计数算法
   对象创建的时候，就给对象绑定一个计数器。每当有一个引用指向该对象时，计数器加一；每当有引用消除时，计数器减一。在没有引用，即计数器为0时，这个对象被垃圾回收。（JVM的实现不采用这种算法）

• 优点：比较简单；
• 缺点：无法解决对象循环引用的问题；需要占用额外空间

2. 复制算法
   该算法应用于两个幸存区中。每次只占用其中一个幸存区，每进行一次MinorGC，将存活下来的对象复制到另一个空的幸存区(to)中，然后之前的幸存区被清空，称为to，而另一个由空变为非空，称为From

• 优点：不产生内存碎片
• 缺点：有一部分内存浪费（to区）

3. 标记清除算法
   
   这个算法分为如下两个阶段，标记阶段：遍历所有的GC Roots，并将所有的存活对象进行标记(这里简单说一下可达性分析算法，只有对象可达的才会被标记）；清除阶段：将遍历堆中所有的对象，将没有被标记的对象清除。

• 优点：相比于引用计数算法，开销更小
• 缺点：算法复杂度较高，效率比较低；没有移动对象，这种方式清理出的内存不是连续的（碎片化)

4. 标记整理算法
   标记整理算法是标记清除算法的改进版，适用于老年代的垃圾回收。它们在标记阶段做的工作是相同的，只不过在第二个阶段，该算法并没有直接对死亡的对象进行清理，而是对所有存活的对象进行整理，放到一处存储空间，然后再把剩下的死亡对象全部清除。

标记：从根集合进行扫描，对存活的对象进行标记
清除：移动所有存活的对象，并且按照内存地址次序依次排列，然后将末端内存地址以后的内存全部回收

• 优点：不产生碎片空间，解决了标记清除算法碎片化的问题
• 缺点：若存活的对象很多，则效率很低

3. 什么对象会晋升到老年代？

• 默认情况经历15次Minor GC依然存活的对象
• Surivor区中存放不下的对象
• 新生成的大对象（-XX：PretenuerSizeThreshold 这个参数可以调节对象大小的阈值，超过这个阈值则会被放在老年代）

4. 常用的调优参数

• -XX: SurvivorRatio Eden和Survivor的比值，默认8：1
• -XX:NewRatio 老年代和年轻代内存大小的比值，默认2：1
• -XX:MaxTenuringThreshold 对象从年轻代晋升到老年代，经过的GC次数的阈值
• -XX:+PretenuerSizeThreshold 大对象直接放入老年代文件大小的阈值

5. 触发Full GC的条件

1. 老年代空间不足
2. 调用System.gc();
3. 永久代空间不足（JDK1.7及之前）
4. CMS GC时出现 promotion failed，concurrent mode failure
5. Minor GC 晋升到老年代的平均大小大于老年代剩余空间
6. 使用RMI来进行RPC或管理的JDK应用，每小时执行1次Full GC

6. Stop-the-world 和 Safepoint

1. Stop-the-world

JVM进行任何GC都会停止应用程序的执行，多数GC的优化就是减少了Stop-the-world来提高性能

2. Safepoint

安全点是对象引用关系不会发生变化的点，产生安全点的地方，方法调用；循环跳转；异常跳转等，线程停顿就需要停在安全点处

7. JVM的运行模式

1. Server：启动慢，运行快（重量级虚拟机）
2. Client：启动快，运行慢（轻量级虚拟机，可用java -version命令查看）

8. 常见的垃圾收集器

8.1 年轻代常见的垃圾收集器

1. Serial收集器（-XX:+UseSerialGC，复制算法）
   单线程垃圾收集，必须暂停所有的工作线程
   简单高效，Client模式下默认使用的年轻代收集器
2. ParNew收集器（-XX:+UseParNewGC，复制算法）
   多线程收集，其余的行为和Serial收集器一样
   单核执行效率不如Serial收集器，在多核下优势明显
3. Parallel Scavenge收集器（-XX:+UseParallelGC，复制算法）
   更关注吞吐量，适合用于后台服务，更好的利用CPU，而不适合用于交互（吞吐量=执行代码的时间/（执行代码的时间 + 垃圾回收的时间）
   在多核情况下优势明显，是Server默认使用的年轻代收集器

8.2 老年代常见的垃圾收集器

1. Serial Old收集器（-XX:+UseSerialOldGC，标记-整理算法）
   单线程垃圾收集，必须暂停所有的工作线程
   简单高效，Client模式下默认老年代收集器
2. Parallel Old收集器（-XX:+UseParallelOldGC，标记-整理算法）
   多线程下，吞吐量优先
3. CMS收集器（-XX:+UseConcMarkSweepGC，标记-清除算法）
   很屌的收集器，几乎能与工作线程同时进行，减少了Stop-the-world的时间

8.3 年轻代和老年代都能用的收集器

• GarbageFirst收集器（-XX:+UseG1GC，复制算法+标记整理算法）
• 特点：并行和并发；分代收集；可预测的停顿；空间整合
• 工作方式：将整个Java堆内存划分成多个大小相同的Region，年轻代和老年代不再物理隔离

同系列

JVM那些事儿，这些必会的知识点（一）

参考文献

JVM的四种GC算法

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JVM:GC（垃圾回收算法）