垃圾接纳算法和垃圾网络器

1.什么是垃圾接纳

对于内存当中无用的工具举行接纳，若何去判断一个工具是不是无用的工具。

引用计数法：

每个工具中都会存储一个引用计数，每增添一个引用就+1，消逝一个引用就-1。当引用计数器为0时就会判断该工具是垃圾，举行接纳。

然则这样会有一个坏处。就是当有两个工具相互引用时，那么这两个工具的引用计数器都不为0，那么就不会对其举行接纳。

可达性剖析：

判断某个工具是否可到达。有两种方式判断是否可到达：

1. 直接引用（天主视角GC Roots）：就是虚拟机栈帧中的局部或内陆变量表、类加载器、static成员、常量引用、Thread等等中的引用直接到达。

   为什么内陆或局部变量内外面的变量有它出发就可以用来判断GC Roots的判断尺度呢？

   由于只用它示意这个栈帧正在被压栈，正在被使用，这个时刻再去接纳这个工具不是疯了嘛！！！同理static、常量也是一样的原理。

2. 间接引用：通过别人的引用来到达。

并发的可达性剖析（并发符号、浮动垃圾）：https://mp.weixin.qq.com/s/EgVPlOLArsWb86Kujykn3A

2.垃圾接纳的计谋

垃圾网络算法

• 符号-消灭

  先符号

  后消灭

  坏处一：会有空间碎片问题，空间不延续；这时若是有大一点的工具进来，发现没有延续的空间内存去举行分配，就会再一次的触发垃圾接纳机制。

  坏处二：在符号和消灭的历程中、会扫描整个堆内存；会对照耗时。

  有点：简朴、明晰、好操作。

• 符号-复制

  一开始将这个内存空间一分为二，双方巨细相等，一边使用中的，一边是保留区未使用的。划分为这样示例图：

  

  在符号和消灭之后，将存活的工具复制到另外一边，在将先前的一边数据所有消灭掉。

  

  之后以此频频、两个循环往返。

  类似于堆内存中的新生代（Young）区中的Survivor区中的S0、S1，以是堆内存中的新生代（Young）区一定用的就是复制算法。

• 符号-整理

  先符号

  

  后整理。

  

  整理移动之后会获得一片延续的可分配内存空间。解决了空间碎片的问题，然则这种方式在符号和整理移动的历程中也是耗时的。

垃圾网络器：评判一个垃圾网络利害和调优关注的是【高吞吐量、少停留时间、少垃圾接纳次数】

串行：Serial系列；

并行【吞吐量优先】：Paraller系列；

吞吐量：用户代码执行的时间 / （用户代码执行的时间+垃圾网络时间）99/(99+1)=99%。

适用于后台运算，不需要太多的交互场景。

并发【停留时间优先】：CMS、G1；

​ 适用于用户交互较多的场景，给用户更好的体验感；如Web应用。

JVM垃圾网络器调优的原则：尽可能在停留时间较低的情况下，追求高的吞吐量和少的垃圾接纳次数。

官方JVM垃圾网络器建议：

1. 使用默认垃圾网络器
2. 调整JVM堆的巨细
3. • 若是应用程序内存空间对照小（好比100MB），直接选择SerialGC串行网络器。-XX:+UseSerialGC
   • 若是应用程序运行在一个单核的CPU，和没有停留时间要求的情况下；可以让JVM自己去选择或者选择SerialGC串行网络器。-XX:+UseSerialGC
   • 若是应用程序加倍关注的吞吐量也没有停留时间要求的情况下，可以让JVM自己去选择或者选择并行的ParallelGC。-XX+UseParallelGC
   • 若是应用程序对停留时间要求对照高（好比小于1秒钟的时间），那么就选择CMS或者G1的网络器。-XX:+UseConcMarkSweepGC 或 -XX:+UseG1GC

G1（Garbage-First）：JDK7泛起，JDK8推荐使用，JDK9默认垃圾网络器。

G1的整个垃圾网络并清算的历程阶段大体上和CMS网络器是稳定的。在最后一个阶段举行删选接纳（选择性的接纳，举行优先级的接纳：优先接纳区域（Region）内存活工具较少的）。

重新设计内存空间如图所示：

整个内存划分为一个个巨细相等的区域（Region）。逻辑上对这些区域（Region）举行符号，这些符号有Eden区，Survivor区和Old区。这时的物理空间上就不在是延续空间了；之前的空间划分都是延续的空间。如果接纳掉某个Old区的数据，这时这个区域也可能会标位Survivor区或者Eden区。

区域（Region）内另有一个纪录rememberd Set。以前会通盘扫描堆内存，是对照耗时的。这时会纪录一个工具存活的地方，工具的引用指向；这样就不用在通盘扫描了耗时对照低。

官方文档（G1垃圾网络器的宿世今生）：https://www.oracle.com/technetwork/tutorials/tutorials-1876574.html

Young Generation（新生代）- 垃圾网络算法一定是符号-复制算法的实现

Serial：JDK1.3泛起的，单线程网络，STW。那时刻的CPU照样单核CPU。单线程处置效率对照高，在举行垃圾接纳的时刻，会暂停营业线程，守候垃圾接纳完成之后，在让营业线程再继续执行。会搭配老年月的SerialOld配合使用。

这时会泛起Stop The World（STW）

ParNew：并行垃圾网络器多个垃圾线程一起跑，STW ，停留时间较多，加倍关注吞吐量

复制算法、并行多线程垃圾网络器，解决了单线程的局限性，然则照样Stop The World（STW）。

ParallelScavenge

同上

Tenured Generation（老年月）- 这里是符号-消灭、或符号-整理的算法实现

CMS：JDK5泛起的，并发网络，两个阶段会STW（初始符号、重新符号），加倍关注停留时间。在JDK8中已经不推荐使用，JDK8推荐使用G1网络器。

并发：垃圾网络线程和营业代码线程一起跑。然则并不能做到全程一起执行。

由于垃圾网络线程在执行的时刻对垃圾举行符号，这时营业代码线程也在执行，也会发生新的垃圾。至少在垃圾网络线程在举行符号的阶段，营业代码暂定的是不执行的。

划分为四个阶段：初始符号、并发符号、重新符号、并发清算。

初始符号：第一阶段会Stop The World（STW）。这个阶段执行的时间是非常快的，若是开启多个线程，会消耗线程之前的切换反而会增添时间成本。

并发符号：第二阶段就是可达性剖析，对第一阶段的垃圾举行跟踪。在这个阶段垃圾线程和营业线程是一起执行的；为啥可以一起执行呢？由于在第一阶段初始符号完成后大局已定，第二阶段的并发符号只是做增量的更新。若是此时又发生了垃圾那么就是浮动垃圾（把原本消亡的工具错误的符号为存活状态），只能守候下次清算。

重新符号：第三阶段这时会住手营业代码的线程Stop The World（STW），会多线程垃圾网络器并行一起跑，一起执行。

并发清算：第四阶段垃圾网络线程和营业代码线程再次一起执行，一起跑。

特点：并发网络，停留时间较少。

瑕玷：会发生浮动垃圾。其次由于接纳的是符号-消灭这样的算法会发生大量的空间碎片。

Serial Old：串行的

Paraller Old：并行的

若何查看当前JAVA程序应用使用的是什么垃圾网络器：

# 查看历程ID
jps -l
8720 org.jetbRains.jps.cmdLINE.Launcher
10212 org.jetbrAIns.idea.maven.server.RemoteMavenServer36
3764
15480 sun.tools.jps.Jps
4216 com.hopefun.scm.WebApplication
# 查看当前历程下是否使用UseParallelGC
jinfo -flag UseParallelGC 4216
-XX:+UseParallelGC

赵小胖小我私家博客

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