JVM垃圾回收算法与参数配置

★引用计数法 这是个古老而经典的垃圾收集算法,其核心就是在对象被其他所引用时计数器+1,而当引用失效时-1,但是这种方式有非常严重的问题:无法处理循环引用的情况,还有就是每次进行加减操作比较浪费系统性能。

★标记清除法 分为标记和清除两个阶段进行处理内存中的对象,当然这种方式也有非常大的弊端,就是空间碎片问题,垃圾回收后的空间不连续,不连续的内存空间工作效率低于连续的内存空间。

★复制算法(java堆的新生代from区和to区) 其核心思想就是将内存空间分为2块,每次只使用其中一块,在垃圾回收时,将正在使用的内存中的存留对象复制到未被使用的内存中去,之后清除之前使用的内存块中的所有对象,反复交换两个内存中的角色,完成垃圾收集。

★标记压缩法(java堆老年代) 标记压缩法在标记清除法上做了优化,把存活的对象压缩到内存一端,然后再进行GC。

★分代算法 就是根据对象的特点把内存分为N块,而后根据每个内存的特点使用不同的算法。对于新生代和老年代来说,

新生代回收频率很高,但是每次回收耗时很短,而老年代回收频率较低,但是会耗时较长,所以应该尽量减少老年代的GC。

★分区算法(jdk1.7后G1) 其主要就是将整个内存分为N多个小的独立空间,每个小空间都可以独立使用,这样细粒度地控制一次回收一些小空间,而不是对整个空间进行GC,从而提升性能,并减少GC的停顿时间。

新生代的from和to区是使用的复制算法,老年代是使用的标记压缩算法。

对象如何进入老年代?
一般对象创建会被放到eden区,每次GC后年龄+1,当达到一个阈值时会被放到老年代。
-XX:MaxTenuringThreshold 设置,默认值为15
特殊:大对象在新生代无法装入时,会直接进入老年代,可以设置这个大小
-XX:PretenureSizeThreshold

※虚拟机对于体积不大的对象 会优先把数据分配到TLAB区域中,因此就失去了在老年代分配的机会
使用-XX:-UseTLAB 禁用TLAB区域
下图是java对象创建时的内存选择过程:
《JVM垃圾回收算法与参数配置》

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产生的,每一个线程都会产生一个TLAB,该线程独享的工作区域,JVM使用这种TLAB区来避免多线程冲突问题,提高对象分配的效率。TLAB空间一般不会太大,当大对象无法在TLAB分配时,则会直接分配在堆上。
-XX:+UseTLAB 使用TLAB
-XX:+TLABSize 设置大小
-XX:TLABRefillWasterFraction 设置维护进入TLAB空间的单个对象大小,它是一个比例值,默认64,即如果对象大于整个空间的1/64,则在堆创建对象。
-XX:+PrintTLAB 查看TLAB信息
-XX:ResizeTLAB 自调整TLABRefillWasterFraction阈值

●垃圾收集器

★串行垃圾回收器(新生代和老年代) -XX:+UseSerialGC 根据服务器性能选择串行还是并行

★并行垃圾回收器(新生代)
-XX:UseParNewGC 开启 -XX:ParallelGCThreads 指定线程数,一般等于CPU核数。
使用复制算法,有个非常重要的特点,非常关注系统吞吐量,提供了两个参数控制:
-XX:MaxGCPauseMillis 设置最大垃圾收集停顿时间,可以把JVM在GC停顿的时间控制在这个范围内,设置小了

可以减少GC停顿时间,但是会引起GC频繁,增加了GC总时间,降低吞吐量。
-XX:GCTimeRatio 设置吞吐量大小,范围是0-100整数,默认99,那么系统将花费1/(1+n)的时间用于GC,也就是1/(1+99)=1%的时间。
另外:-XX:+UseAdaptiveSizePolicy 打开自适应模式,在这种模式下,新生代大小、eden、from/to比例,以及其他参数会被自动调整,以达到在堆大小,吞吐量和停顿时间之间的平衡点。
-XX:+UseParallelOldGC 配置老年代GC,使用标记压缩算法,-XX:+ParallelGCThreads设置线程数

★CMS回收器
Concurrent Mark Sweep 并发标记清除,使用的标记清除法,主要关注系统停顿时间
-XX:UseConcMarkSweepGC开启,-XX:ConcGCThreads设置线程数
CMS不是独占的垃圾回收器,在工作过程中,程序仍在不断工作,垃圾也不断产生,所以在CMS工作的时候要确保内存够用。CMS不会等到应用程序饱和的时候才去工作,而是在某一个阈值的时候开始回收,可以通过一个参数来指定:-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction,默认值为68,意思是当老年代空间使用率达到68%的时候执行。如果内存使用率增长过快,CMS没有足够的内存去执行,这时候CMS会中断,JVM会启用老年代串行回收器,但是会导致程序中断,直到回收完成后才会正常工作,这个过程GC的停顿时间可能会很长,所以这个参数要根据实际情况来设置。
解决标记清除法的碎片问题,使用-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection使CMS完成后整理碎片,-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction设置多少次回收后整理碎片。

★G1回收器
Garbage-First 是在JDK7之后提出的,长远目标是取代CMS,属于分代垃圾回收器,区分新生代和老年代,依然有eden、from、to区,并不要求这些区域的内存空间连续,使用的算法是分区算法。
并行性:回收期间多线程同时工作。
并发性:与应用程序执行不会发生阻塞。
分代GC:依然是一个分代GC垃圾回收器,但是它兼顾新生代和老年代一起工作,之前的垃圾回收器只工作在新生代或者老年代。
空间整理:不会像CMS在若干次GC后需要进行碎片整理,G1采用有效复制对象的方式减少空间碎片。
可预见性:由于分区的原因,G1可以只选取部分区域进行回收,缩小了回收的范围,提升了性能。
-XX:+UseG1GC 开启
-XX:MaxGCPauseMillis 最大停顿时间
-XX:ParallelGCThreads 线程数

-Xloggc:d:/gc.log gc的log存放位置

    原文作者:JVM
    原文地址: https://juejin.im/entry/59858afe6fb9a03c3a25bc47
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