7种jvm垃圾回收器，此次所有搞懂

前言

以前咱们讲解了jvm的组成结构与垃圾回收算法等知识点，今天咱们来说讲jvm最重要的堆内存是如何使用垃圾回收器进行垃圾回收，而且如何使用命令去配置使用这些垃圾回收器。

堆内存详解

上面这个图你们应该已经很明白了吧。你们就能够理解成一个房子被分红了几个房间，每一个房间的做用不一样而已，有的是婴儿住的，有的是父母住的，有的是爷爷奶奶住的

• 堆内存被划分为两块，一块的年轻代，另外一块是老年代。
• 年轻代又分为Eden和survivor。他俩空间大小比例默认为8:2,
• 幸存区又分为s0和s1。这两个空间大小是如出一辙的，就是一对双胞胎，他俩是1:1的比例

堆内存垃圾回收过程

第一步

新生成的对象首先放到Eden区，当Eden区满了会触发Minor GC。

第二步

第一步GC活下来的对象，会被移动到survivor区中的S0区，S0区满了以后会触发Minor GC，S0区存活下来的对象会被移动到S1区，S0区空闲。

S1满了以后在GC，存活下来的再次移动到S0区，S1区空闲，这样反反复复GC，每GC一次，对象的年龄就涨一岁，达到某个值后（15），就会进入老年代。

第三步

在发生一次Minor GC后（前提条件），老年代可能会出现Major GC，这个视垃圾回收器而定。

Full GC触发条件

• 手动调用System.gc，会不断的执行Full GC
• 老年代空间不足/满了
• 方法区空间不足/满了

注意

们须要记住一个单词：stop-the-world。它会在任何一种GC算法中发生。stop-the-world 意味着JVM由于须要执行GC而中止应用程序的执行。

当stop-the-world 发生时，除GC所需的线程外，全部的线程都进入等待状态，直到GC任务完成。GC优化不少时候就是减小stop-the-world 的发生。

回收哪些区域的对象

须要注意的是，JVM GC只回收堆内存和方法区内的对象。而栈内存的数据，在超出做用域后会被JVM自动释放掉，因此其不在JVM GC的管理范围内。

堆内存常见参数配置

参数	描述
-Xms	堆内存初始大小，单位m、g
-Xmx	堆内存最大容许大小，通常不要大于物理内存的80%
-XX:PermSize	非堆内存初始大小，通常应用设置初始化200m，最大1024m就够了
-XX:MaxPermSize	非堆内存最大容许大小
-XX:NewSize（-Xns）	年轻代内存初始大小
-XX:MaxNewSize（-Xmn）	年轻代内存最大容许大小
-XX:SurvivorRatio=8	年轻代中Eden区与Survivor区的容量比例值，默认为8，即8:1
-Xss	堆栈内存大小
-XX:NewRatio=老年代/新生代	设置老年代和新生代的大小比例
-XX:+PrintGC	jvm启动后，只要遇到GC就会打印日志
-XX:+PrintGCDetails	查看GC详细信息，包括各个区的状况
-XX:MaxDirectMemorySize	在NIO中能够直接访问直接内存，这个就是设置它的大小，不设置默认就是最大堆空间的值-Xmx
-XX:+DisableExplicitGC	关闭System.gc()
-XX:MaxTenuringThreshold	垃圾能够进入老年代的年龄
-Xnoclassgc	禁用垃圾回收
-XX:TLABWasteTargetPercent	TLAB占eden区的百分比，默认是1%
-XX:+CollectGen0First	FullGC时是否先YGC，默认false

TLAB 内存

TLAB全称是Thread Local Allocation Buffer即线程本地分配缓存，从名字上看是一个线程专用的内存分配区域，是为了加速对象分配而生的。

每个线程都会产生一个TLAB，该线程独享的工做区域，java虚拟机使用这种TLAB区来避免多线程冲突问题，提升了对象分配的效率。

TLAB空间通常不会太大，当大对象没法在TLAB分配时，则会直接分配到堆上。

参数	描述
-Xx:+UseTLAB	使用TLAB
-XX:+TLABSize	设置TLAB大小
-XX:TLABRefillWasteFraction	设置维护进入TLAB空间的单个对象大小，他是一个比例值，默认为64，即若是对象大于整个空间的1/64，则在堆建立
-XX:+PrintTLAB	查看TLAB信息
-Xx:ResizeTLAB	自调整TLABRefillWasteFraction阀值。

垃圾回收器总览

新生代可配置的回收器：Serial、ParNew、Parallel Scavenge

老年代配置的回收器：CMS、Serial Old、Parallel Old

新生代和老年代区域的回收器之间进行连线，说明他们之间能够搭配使用。

新生代垃圾回收器

Serial 垃圾回收器

Serial收集器是最基本的、发展历史最悠久的收集器。俗称为：串行回收器，采用复制算法进行垃圾回收

特色

串行回收器是指使用单线程进行垃圾回收的回收器。每次回收时，串行回收器只有一个工做线程。

对于并行能力较弱的单CPU计算机来讲，串行回收器的专一性和独占性每每有更好的性能表现。

它存在Stop The World问题，及垃圾回收时，要中止程序的运行。

使用-XX:+UseSerialGC参数能够设置新生代使用这个串行回收器

ParNew 垃圾回收器

ParNew其实就是Serial的多线程版本，除了使用多线程以外，其他参数和Serial如出一辙。俗称：并行垃圾回收器，采用复制算法进行垃圾回收

特色

ParNew默认开启的线程数与CPU数量相同，在CPU核数不少的机器上，能够经过参数-XX:ParallelGCThreads来设置线程数。

它是目前新生代首选的垃圾回收器，由于除了ParNew以外，它是惟一一个能与老年代CMS配合工做的。

它一样存在Stop The World问题

使用-XX:+UseParNewGC参数能够设置新生代使用这个并行回收器

ParallelGC 回收器

ParallelGC使用复制算法回收垃圾，也是多线程的。

特色

就是很是关注系统的吞吐量，吞吐量=代码运行时间/(代码运行时间+垃圾收集时间)

-XX:MaxGCPauseMillis：设置最大垃圾收集停顿时间，可用把虚拟机在GC停顿的时间控制在MaxGCPauseMillis范围内，若是但愿减小GC停顿时间能够将MaxGCPauseMillis设置的很小，可是会致使GC频繁，从而增长了GC的总时间，下降了吞吐量。因此须要根据实际状况设置该值。

-Xx:GCTimeRatio：设置吞吐量大小，它是一个0到100之间的整数，默认状况下他的取值是99，那么系统将花费不超过1/(1+n)的时间用于垃圾回收，也就是1/(1+99)=1%的时间。

另外还能够指定-XX:+UseAdaptiveSizePolicy打开自适应模式，在这种模式下，新生代的大小、eden、from/to的比例，以及晋升老年代的对象年龄参数会被自动调整，以达到在堆大小、吞吐量和停顿时间之间的平衡点。

使用-XX:+UseParallelGC参数能够设置新生代使用这个并行回收器

老年代垃圾回收器

SerialOld 垃圾回收器

SerialOld是Serial回收器的老年代回收器版本，它一样是一个单线程回收器。

用途

• 一个是在JDK1.5及以前的版本中与Parallel Scavenge收集器搭配使用，
• 另外一个就是做为CMS收集器的后备预案，若是CMS出现Concurrent Mode Failure，则SerialOld将做为后备收集器。

使用算法：标记 - 整理算法

ParallelOldGC 回收器

老年代ParallelOldGC回收器也是一种多线程的回收器，和新生代的ParallelGC回收器同样，也是一种关注吞吐量的回收器，他使用了标记压缩算法进行实现。

-XX:+UseParallelOldGc进行设置老年代使用该回收器

-XX:+ParallelGCThreads也能够设置垃圾收集时的线程数量。

CMS 回收器

CMS全称为:Concurrent Mark Sweep意为并发标记清除，他使用的是标记清除法。主要关注系统停顿时间。

使用-XX:+UseConcMarkSweepGC进行设置老年代使用该回收器。

使用-XX:ConcGCThreads设置并发线程数量。

特色

CMS并非独占的回收器，也就说CMS回收的过程当中，应用程序仍然在不停的工做，又会有新的垃圾不断的产生，因此在使用CMS的过程当中应该确保应用程序的内存足够可用。

CMS不会等到应用程序饱和的时候才去回收垃圾，而是在某一阀值的时候开始回收，回收阀值可用指定的参数进行配置：-XX:CMSInitiatingoccupancyFraction来指定，默认为68，也就是说当老年代的空间使用率达到68%的时候，会执行CMS回收。

若是内存使用率增加的很快，在CMS执行的过程当中，已经出现了内存不足的状况，此时CMS回收就会失败，虚拟机将启动老年代串行回收器；SerialOldGC进行垃圾回收，这会致使应用程序中断，直到垃圾回收完成后才会正常工做。

这个过程GC的停顿时间可能较长，因此-XX:CMSInitiatingoccupancyFraction的设置要根据实际的状况。

以前咱们在学习算法的时候说过，标记清除法有个缺点就是存在内存碎片的问题，那么CMS有个参数设置-XX:+UseCMSCompactAtFullCollecion可使CMS回收完成以后进行一次碎片整理。

-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction参数能够设置进行多少次CMS回收以后，对内存进行一次压缩。

G1 回收器

篇幅太长，咱们下篇文章讲解！！！

IT 老哥

一个在大厂作高级Java开发的程序猿，一路自学走到今天，关注 老哥，咱们一块儿来自学技术