JVM垃圾收集算法和垃圾收集器

垃圾收集算法:

标记清除:
它是最基础的收集算法。
原理:分为标记和清除两个阶段:首先标记出所有的需要回收的对象,在标记完成以后统一回收所有被标记的对象。
特点:(1)效率问题,标记和清除的效率都不高;(2)空间的问题,标记清除以后会产生大量不连续的空间碎片,空间碎片太多可能会导致程序运行过程需要分配较大的对象时候,无法找到足够连续内存而不得不提前触发一次垃圾收集。
地方 :适合在老年代进行垃圾回收,比如CMS收集器就是采用该算法进行回收的。

复制算法:
原理:它先将可用的内存按容量划分为大小相同的两块,每次只是用其中的一块。当这块内存用完了,就将还存活着的对象复制到另一块上面,然后把已经使用过的内存空间一次清理掉。
特点:没有内存碎片,只要移动堆顶指针,按顺序分配内存即可。代价是将内存缩小位原来的一半。
地方:适合新生代区进行垃圾回收。serial new,parallel new和parallel scanvage收集器,就是采用该算法进行回收的。
复制算法改进思路:由于新生代都是朝生夕死的,所以不需要1:1划分内存空间,可以将内存划分为一块较大的Eden和两块较小的Suvivor空间。每次使用Eden和其中一块Survivor。当回收的时候,将Eden和Survivor中还活着的对象一次性地复制到另一块Survivor空间上,最后清理掉Eden和刚才使用过的Survivor空间。其中Eden和Survivor的大小比例是8:1。缺点是需要老年代进行分配担保,如果第二块的Survovor空间不够的时候,需要对老年代进行垃圾回收,然后存储新生代的对象,这些新生代当然会直接进入来老年代。

标记整理:
原理:分为标记和整理两个阶段:首先标记出所有需要回收的对象,让所有存活的对象都向一端移动,然后直接清理掉端边界以外的内存。
特点:不会产生空间碎片,但是整理会花一定的时间。
地方:适合老年代进行垃圾收集,parallel Old(针对parallel scanvange gc的) gc和Serial old收集器就是采用该算法进行回收的。

垃圾收集器:


image.png

Serial收集器:
新生代、老年代使用串行回收;新生代复制算法、老年代标记-压缩;垃圾收集的过程中会Stop The World(服务暂停)
参数控制: -XX:+UseSerialGC 新生代和老年代都使用串行收集器

ParNew收集器:
ParNew收集器其实就是Serial收集器的多线程版本。新生代并行,老年代串行;新生代复制算法、老年代标记-压缩
参数控制:-XX:+UseParNewGC 新生代使用ParNew,老年代使用Serial Old

Parallel收集器:
类似ParNew收集器,Parallel收集器更关注系统的吞吐量
可以通过参数来打开自适应调节策略,虚拟机会根据当前系统的运行情况收集性能监控信息,动态调整这些参数以提供最合适的停顿时间或最大的吞吐量;也可以通过参数控制GC的时间不大于多少毫秒或者比例;新生代复制算法、老年代标记-压缩

参数控制: -XX:+UseParallelGC 新生代使用Parallel收集器,老年代使用Serial Old

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。这个收集器是在JDK 1.6中才开始提供

参数控制: -XX:+UseParallelOldGC 使用Parallel收集器+ 老年代并行

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
从名字(包含“Mark Sweep”)上就可以看出CMS收集器是基于“标记-清除”算法实现的,它的运作过程相对于前面几种收集器来说要更复杂一些,整个过程分为4个步骤,包括:

初始标记(CMS initial mark)
并发标记(CMS concurrent mark)
重新标记(CMS remark)
并发清除(CMS concurrent sweep)

优点: 并发收集、低停顿
缺点: 产生大量空间碎片、并发阶段会降低吞吐量

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