关于后端:HotSpot-垃圾收集器

HotSpot 垃圾收集器

HotSpot 虚拟机提供了多种垃圾收集器，每种收集器都有各自的特点，尽管咱们要对各个收集器进行比拟，但并非为了挑选出一个最好的收集器。咱们抉择的只是对具体利用最合适的收集器。

新生代垃圾收集器

Serial 垃圾收集器（单线程）

只开启 一条 GC 线程进行垃圾回收，并且在垃圾收集过程中进行所有用户线程，即 Stop The World。

个别客户端利用所需内存较小，不会创立太多对象，而且堆内存不大，因而垃圾收集器回收工夫短，即便在这段时间进行所有用户线程，也不会感觉显著卡顿。因而 Serial 垃圾收集器 适宜客户端 应用。

因为 Serial 收集器只应用一条 GC 线程，防止了线程切换的开销，从而简略高效。

ParNew 垃圾收集器（多线程）

ParNew 是 Serial 的多线程版本。由多条 GC 线程并行地进行垃圾清理。但清理过程仍然须要 Stop The World。

ParNew 谋求“低进展工夫 ”, 与 Serial 惟一区别就是应用了多线程进行垃圾收集，在多 CPU 环境下性能比 Serial 会有肯定水平的晋升；但 线程切换须要额定的开销，因而在单 CPU 环境中体现不如 Serial。

Parallel Scavenge 垃圾收集器（多线程）

Parallel Scavenge 和 ParNew 一样，都是多线程、新生代垃圾收集器。然而两者有微小的不同点：

• Parallel Scavenge：谋求 CPU 吞吐量，可能在较短时间内实现指定工作，因而适宜没有交互的后盾计算。
• ParNew：谋求升高用户进展工夫，适宜交互式利用。

吞吐量 = 运行用户代码工夫 / (运行用户代码工夫 + 垃圾收集工夫)

谋求高吞吐量，能够通过缩小 GC 执行理论工作的工夫，然而，仅仅偶然运行 GC 意味着每当 GC 运行时将有许多工作要做，因为在此期间积攒在堆中的对象数量很高。单个 GC 须要花更多的工夫来实现，从而导致更高的暂停工夫。而思考到低暂停工夫，最好频繁运行 GC 以便更疾速实现，反过来又导致吞吐量降落。

• 通过参数 -XX:GCTimeRadio 设置垃圾回收工夫占总 CPU 工夫的百分比。
• 通过参数 -XX:MaxGCPauseMillis 设置垃圾处理过程最久进展工夫。
• 通过命令 -XX:+UseAdaptiveSizePolicy 开启自适应策略。咱们只有设置好堆的大小和 MaxGCPauseMillis 或 GCTimeRadio，收集器会主动调整新生代的大小、Eden 和 Survivor 的比例、对象进入老年代的年龄，以最大水平上靠近咱们设置的 MaxGCPauseMillis 或 GCTimeRadio。

老年代垃圾收集器

Serial Old 垃圾收集器（单线程）

Serial Old 收集器是 Serial 的老年代版本，都是单线程收集器，只启用一条 GC 线程，都适宜客户端利用。它们惟一的区别就是：Serial Old 工作在老年代，应用“标记 - 整顿”算法；Serial 工作在新生代，应用“复制”算法。

Parallel Old 垃圾收集器（多线程）

Parallel Old 收集器是 Parallel Scavenge 的老年代版本，谋求 CPU 吞吐量。

CMS 垃圾收集器

CMS（Concurrent Mark Sweep，并发标记革除）收集器是以获取最短回收进展工夫为指标的收集器（谋求低进展），它在垃圾收集时使得用户线程和 GC 线程并发执行，因而在垃圾收集过程中用户也不会感到显著的卡顿。

• 初始标记：Stop The World，仅应用一条初始标记线程对所有与 GC Roots 间接关联的对象进行标记。
• 并发标记：应用 多条 标记线程，与用户线程并发执行。此过程进行可达性剖析，标记出所有废除对象。速度很慢。
• 从新标记：Stop The World，应用多条标记线程并发执行，将方才并发标记过程中新呈现的废除对象标记进去。
• 并发革除：只应用一条 GC 线程，与用户线程并发执行，革除方才标记的对象。这个过程十分耗时。

并发标记与并发革除过程耗时最长，且能够与用户线程一起工作，因而，总体上说 ，CMS 收集器的内存回收过程是与用户线程 一起并发执行 的。

CMS 的毛病：

• 吞吐量低
• 无奈解决浮动垃圾
• 应用“标记 - 革除”算法产生碎片空间，导致频繁 Full GC

对于产生碎片空间的问题，能够通过开启 -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection，在每次 Full GC 实现后都会进行一次内存压缩整顿，将零散在各处的对象整顿到一块。设置参数 -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction 通知 CMS，通过了 N 次 Full GC 之后再进行一次内存整理。

G1 通用垃圾收集器

G1 是一款面向服务端利用的垃圾收集器，它没有新生代和老年代的概念，而是将堆划分为一块块独立的 Region。当要进行垃圾收集时，首先预计每个 Region 中垃圾的数量，每次都从垃圾回收价值最大的 Region 开始回收，因而能够取得最大的回收效率。

从整体上看，G1 是基于“标记 - 整顿”算法实现的收集器，从部分（两个 Region 之间）上看是基于“复制”算法实现的，这意味着运行期间不会产生内存空间碎片。

这里抛个问题 👇

一个对象和它外部所援用的对象可能不在同一个 Region 中，那么当垃圾回收时，是否须要扫描整个堆内存能力残缺地进行一次可达性剖析？

并不！每个 Region 都有一个 Remembered Set，用于记录本区域中所有对象援用的对象所在的区域，进行可达性剖析时，只有在 GC Roots 中再加上 Remembered Set 即可避免对整个堆内存进行遍历。

如果不计算保护 Remembered Set 的操作，G1 收集器的工作过程分为以下几个步骤：

• 初始标记：Stop The World，仅应用一条初始标记线程对所有与 GC Roots 间接关联的对象进行标记。
• 并发标记：应用 一条 标记线程与用户线程并发执行。此过程进行可达性剖析，速度很慢。
• 最终标记：Stop The World，应用多条标记线程并发执行。
• 筛选回收：回收废除对象，此时也要 Stop The World，并应用多条筛选回收线程并发执行。

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