JVM(HotSpot) 7种垃圾收集器的特色及使用场景

这里讨论的收集器基于JDK1.7Update 14以后的HotSpot虚拟机，这个虚拟机包含的全部收集器以下图3-5所示：

 

上图展现了7种做用于不一样分代的收集器，若是两个收集器之间存在连线，就说明它们能够搭配使用。

 

1.Serial收集器

Serial收集器是最基本、发展历史最悠久的收集器。是单线程的收集器。它在进行垃圾收集时，必须暂停其余全部的工做线程，直到它收集完成。

 

Serial收集器依然是虚拟机运行在Client模式下默认新生代收集器，对于运行在Client模式下的虚拟机来讲是一个很好的选择。

 

2.ParNew收集器

ParNew收集器其实就是Serial收集器的多线程版本，除了使用多线程进行垃圾收集以外，其他行为包括Serial收集器可用的全部控制参数、收集算法、Stop The Worl、对象分配规则、回收策略等都与Serial 收集器彻底同样。

 

ParNew收集器是许多运行在Server模式下的虚拟机中首选新生代收集器，其中有一个与性能无关但很重要的缘由是，除Serial收集器以外，目前只有ParNew它能与CMS收集器配合工做。

 

3.Parallel Scavenge（并行回收）收集器

Parallel Scavenge收集器是一个新生代收集器，它也是使用复制算法的收集器，又是并行的多线程收集器

该收集器的目标是达到一个可控制的吞吐量（Throughput）。所谓吞吐量就是CPU用于运行用户代码的时间与CPU总消耗时间的比值，即 吞吐量=运行用户代码时间/（运行用户代码时间+垃圾收集时间）

 

停顿时间越短就越适合须要与用户交互的程序，良好

的响应速度能提高用户体验，而高吞吐量则可用高效率地利用CPU时间，尽快完成程序的运算任务，主要适合在后台运算而不须要太多交互的任务。

Parallel Scavenge收集器提供两个参数用于精确控制吞吐量，分别是控制最大垃圾收起停顿时间的

-XX:MaxGCPauseMillis参数以及直接设置吞吐量大小的-XX:GCTimeRatio参数

Parallel Scavenge收集器还有一个参数：-XX:+UseAdaptiveSizePolicy。这是一个开关参数，当这个参数打开后，就不须要手工指定新生代的大小（-Xmn）、Eden与Survivor区的比例（-XX:SurvivorRatio）、晋升老年代对象年龄（-XX:PretenureSizeThreshold）等细节参数，只须要把基本的内存数据设置好（如-Xmx设置最大堆），而后使用MaxGVPauseMillis参数或GCTimeRation参数给虚拟机设立一个优化目标。

 

自适应调节策略也是Parallel Scavenge收集器与ParNew收集器的一个重要区别

 

4.Serial Old 收集器

Serial Old是Serial收集器的老年代版本，它一样是一个单线程收集器，使用标记整理算法。这个收集器的主要意义也是在于给Client模式下的虚拟机使用。

若是在Server模式下，主要两大用途：

（1）在JDK1.5以及以前的版本中与Parallel Scavenge收集器搭配使用

（2）做为CMS收集器的后备预案，在并发收集发生Concurrent Mode Failure时使用

Serial Old收集器的工做工程

 

 

5.Parallel Old 收集器

Parallel Old 是Parallel Scavenge收集器的老年代版本，使用多线程和“标记-整理”算法。这个收集器在1.6中才开始提供。

 

 

6.CMS收集器

CMS(Concurrent Mark Sweep)收集器是一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器。目前很大一部分的Java应用集中在互联网站或者B/S系统的服务端上，这类应用尤为重视服务器的响应速度，但愿系统停顿时间最短，以给用户带来较好的体验。CMS收集器就很是符合这类应用的需求

CMS收集器是基于“标记-清除”算法实现的。它的运做过程相对前面几种收集器来讲更复杂一些，整个过程分为4个步骤：

（1）初始标记

（2）并发标记

（3）从新标记

（4）并发清除

其中，初始标记、从新标记这两个步骤仍然须要“Stop The World”.

 

 

CMS收集器主要优势：并发收集，低停顿。

CMS三个明显的缺点：

（1）CMS收集器对CPU资源很是敏感。CPU个数少于4个时，CMS对于用户程序的影响就可能变得很大，为了应付这种状况，虚拟机提供了一种称为“增量式并发收集器”的CMS收集器变种。所作的事情和单CPU年代PC机操做系统使用抢占式来模拟多任务机制的思想

（2）CMS收集器没法处理浮动垃圾，可能出现“Concurrent Mode Failure”失败而致使另外一次Full GC的产生。在JDK1.5的默认设置下，CMS收集器当老年代使用了68%的空间后就会被激活，这是一个偏保守的设置，若是在应用中蓝年代增加不是太快，能够适当调高参数-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction的值来提升触发百分比，以便下降内存回收次数从而获取更好的性能，在JDK1.6中，CMS收集器的启动阀值已经提高至92%。

（3）CMS是基于“标记-清除”算法实现的收集器，手机结束时会有大量空间碎片产生。空间碎片过多，可能会出现老年代还有很大空间剩余，可是没法找到足够大的连续空间来分配当前对象，不得不提早出发FullGC。为了解决这个问题，CMS收集器提供了一个-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection开关参数（默认就是开启的），用于在CMS收集器顶不住要进行FullGC时开启内存碎片合并整理过程，内存整理的过程是没法并发的，空间碎片问题没有了，但停顿时间变长了。虚拟机设计者还提供了另一个参数-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction,这个参数是用于设置执行多少次不压缩的Full GC后，跟着来一次带压缩的（默认值为0，标识每次进入Full GC时都进行碎片整理）

 

7. G1收集器

G1收集器的优点：

（1）并行与并发

（2）分代收集

（3）空间整理 （标记整理算法，复制算法）

（4）可预测的停顿（G1到处理追求低停顿外，还能创建可预测的停顿时间模型，能让使用者明确指定在一个长度为M毫秒的时间片断内，消耗在垃圾收集上的时间不得超过N毫秒，这几乎已经实现Java（RTSJ）的来及收集器的特征）

 

使用G1收集器时，Java堆的内存布局是整个规划为多个大小相等的独立区域（Region）,虽然还保留有新生代和老年代的概念，但新生代和老年代再也不是物理隔离的了，它们都是一部分Region的集合。

G1收集器之因此能创建可预测的停顿时间模型，是由于它能够有计划地避免在真个Java堆中进行全区域的垃圾收集。G1跟踪各个Region里面的垃圾堆积的价值大小（回收所获取的空间大小以及回收所须要的时间的经验值），在后台维护一个优先列表，每次根据容许的收集时间，优先回收价值最大的Region（这也就是Garbage-First名称的又来）。这种使用Region划份内存空间以及有优先级的区域回收方式，保证了G1收集器在有限的时间内能够获取尽可能可能高的灰机效率

G1 内存“化整为零”的思路

在GC根节点的枚举范围中加入Remembered Set便可保证不对全堆扫描也不会遗漏。

若是不计算维护Remembered Set的操做，G1收集器的运做大体可划分为一下步骤：

（1）初始标记

（2）并发标记

（3）最终标记

（4）筛选回收