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Java虚拟机垃圾收集器
2015-07-28 10:39:24         来源:xlinsist的专栏  
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垃圾收集器用到的垃圾收集算法

标记-清除(Mark-Sweep)算法:

首先标记出所有需要回收的对象,在标记完成后统一回收所有被标记的对象。它主要有两个缺点:一个是效率问题,标记和清楚过程的效率都不高;另外一个是空间问题,标记清楚后会产生大量不连续的内存碎片,空间碎片太多可能会导致,当程序在以后的运行过程中需要分配较大对象时无法找到足够连续的内存空间而不得不提前出发另一次垃圾收集动作。

执行过程如下图所示:

标记-清除(Mark-Sweep)算法

复制算法:

它将可用内存按容量划分为大小相等的两块,每次只是用其中一块。当这一块的内存用完了,就将还存活着的对象复制到另外一块上面,然后再把已使用过的内存空间一次清理掉。这样使得每次都是对其中的一块进行内存回收,没存分配时也就不用考虑内存碎片等复杂情况,只要移动堆顶指针,按顺序分配内存即可,实现简单,运行高效。

现在的商业虚拟机都采用这种收集算法来回收新生代,IBM的专门研究表明,新生代中的对象98%是朝生夕死的,所以并不需要按照1:1的比例来划分内存空间,而是将内存分为一块较大的Eden空间和两块较小的Survivor空间,每次使用Eden和其中的一块Survivor。当回收时,将Eden和Survivor中还存活着的兑现个一次性地拷贝到另外一块Survivor空间上,最后清理掉Eden和刚才用过的Survivor的空间。

执行过程如下图所示:

复制算法

标记-整理算法:

标记过程仍然与标记-清楚算法一样,但是后续步骤不是直接对可回收对象进行清理,而是让所有存活的对象都向一端移动,然后直接清理掉端边界意外的内存。

执行过程如下图所示:

标记-整理算法

分代收集算法:

当前商业虚拟机的垃圾收集都采用分代收集(Generational Collection)算法,这种算法并没有什么新的思想,只是根据对象的存货周期的不同将内存划分为几块。一般是把Java堆分成新生代和老年代,这样就可以根据各个年代的特点采用最适当的手机算法。在新生代中,每次垃圾收集时都发现有大批对象死去,只有少量存活,那么就选用复制算法,只需要付出少量存活对象的复制成本就可以完成收集。而老年代中因为对象存活率高、没有额外空间对它进行分配担保,就必须使用标记-清理或标记-整理算法来进行回收。

垃圾收集器

我画了一张思维导图来描述了垃圾收集器:

垃圾收集器

垃圾收集器常用参数

参数 描述
UseSerialGC 使用Serial + Serial Old的收集器组合进行内存回收
UseParNewGC 使用ParNew + Serial Old的收集器组合进行内存回收
UseConcMarkSweepGC 使用ParNew + CMS + Serial Old的收集器组合进行内存回收。Serial Old收集器将作为CMS收集器出现Concurrent Mode Failure失败后的后备收集器使用
UseParallelGC 使用Parallel Scavenge + Serial Old的收集器组合进行内存回收
UseParallelOldGC 使用Parallel Scavenge + ParallelOld的收集器组合进行内存回收
-XX:SurvivorRatio 新生代中Eden区域与Survivor区域的容量比值,默认为8,代表Eden:Survivor=8:1
PretenureSizeThreshold 直接晋升到老年代对象的大小,大于这个参数的对象将直接在老年代分配
MaxTenuringThreshold 晋升到老年代的对象年龄。每个对象坚持过一次Minor GC之后,年龄就增加1,当超过这个参数时就进入老年代
UseAdaptiveSizePolicy 动态调整Java堆中各个区域的大小以及进入老年代的年龄
HandlePromotionFailure 是否允许担保失败,即老年代剩余空间不足心应付新生代的整个Eden和Survivor区的所有对象都存活的极端情况
ParallelGCThreads 设置并行GC时进行内存回收的线程数
GCTimeRatio GC时间占总时间的比率。仅在使用Parallel Scavenge收集器时生效
MaxGCPauseMillis 设置GC的最大停顿时间。仅在使用Parallel Scavenge收集器时生效
CMSInitiatingOccupancyFraction 设置CMS收集器在老年代空间被使用多少后触发垃圾收集。仅在使用CMS收集器时生效
UseCMSCompactAtFullCollection 设置CMS收集器在完成垃圾收集后是否要进行一次内存碎片整理。仅在使用CMS收集器时生效
CMSFullGCsBeforeCompaction 设置CMS收集器在进行若干次垃圾收集后再启动一次内存碎片整理

 

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