参考文献:周志明《深入理解Java虚拟机》第二版
垃圾收集器就是 GC 具体的实现,不同厂商,不同版本,针对虚拟机不同的分区都有不一样垃圾收集器
图. 基于JDK 1.7 update 14的 HotSpot虚拟机包含的收集器
Serial 收集器
这个收集器是一个单线程收集器,在它进行收集工作时,必须暂停其他所有的工作线程,直到收集结束,这种工作方式又被称为“Stop the World”
它采用复制算法
因为单线程,所以会造成停顿,但也使得它简单而高效
适用于新生代 Minor GC
是运行在 Client 模式下的虚拟机的一个最佳选择
Serial Old 收集器
它是 Serial 收集器的老年代版本,也是一个 单线程 收集器
应用标记-整理算法
应用于老年代 Full GC
主要用于 Client 模式下
图. Serial / Serial Old收集器运行示意图
ParNew 收集器
它是 Serial 收集器的 多线程 版
注意区分:
并行(Parallel):指多条垃圾收集线程并行工作,但此时用户线程仍然处于等待状态
并发(Concurrent):指用户线程与垃圾收集线程同时执行(但不一定是并行的,可能会交替执行),用户程序在继续执行,而垃圾收集程序运行在另一个CPU上
采用 收集算法
应用于新生代 Minor GC
适用于 Server 模式
图. ParNew / Serial Old 收集器运行示意图
Parallel Scavenge 收集器
它是一个 多线程 收集器
采用 复制算法
应用于新生代 Minor GC
特点:可控制吞吐量
吞吐量(Throughput):CPU 用于运行用户代码的时间与 CPU 总消耗时间的比值
吞吐量 = 运行代码时间 / (运行代码时间 + GC 时间)
提供设置参数:
-XX:MaxGCPauseMillis 控制最大 GC 停顿时间
-XX:GCTimeRatio 直接设置吞吐量大学
-XX:+UseAdaptiveSizePolic 动态自适应调整
它无法与 CMS 收集器配合工作,因为 CMS 收集器关注尽可能缩短 GC 时用户线程的停顿时间,与 Parallel Scavenge 的可控吞吐量不合
Parallel Old 收集器
它是 Parallel Scavenge 收集器的老年代版本
是一个 多线程 收集器
采用 标记-整理算法
应用于老年代 Full GC
经常与 Parallel Scavenge 配合,以充分达到“吞吐量优先”的作用
图. Parallel Scavenge / Parallel Old 收集器运行示意图
CMS 收集器
CMS(Concurrent Mark Sweep)收集器是一种以以获取最短回收停顿时间为目标的收集器
应用 标记-清除算法
它是一种 单线程与多线程结合使用 的收集器
收集步骤:
- 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)
初始标记、重新标记仍然要“Stop the world”
CMS 收集器最大的优点就是 大大减少了停顿时间
但是,它也有三个明显的缺点:
① CMS 收集器对 CPU 资源敏感:它的并发清理虽然不会造成停顿,但是会占用 CPU 资源,导致用户程序变慢吞吐量低
② CMS 收集器无法处理浮动垃圾(Floating Garbage):因为清理过程是并发的,所以在清理过程中用户也会产生垃圾,这些垃圾叫做浮动垃圾,CMS无法清理,只能等到下一次清理
③ CMS 应用“标记-清除算法”(为了快速),所以会造成空间碎片
图. CMS收集器运行示意图
G1 收集器
G1(Garbage-First)收集器可以说是目前最先进的收集器了,它具有如下特点:
- 并行与并发
- 分代收集
- 空间整合
- 可预测停顿
G1 收集器的先进之处在于,它几乎完全区别于以往收集器的思想,它改变了 Java 堆的格局,它将整个 Java 堆分为多个大小相等的独立区域(Region),虽然还保留有新生代和老年代的概念,但新生代与老年代不再是物理隔离的了,它们都是一部分 Region (不需要连续)的集合
G1 收集器能够预测停顿时间,是因为它可以有计划地避免在整个 Java 堆中进行全区域的垃圾收集,它跟踪各个 Region 里面的垃圾堆积的价值大小,在后台维护一个优先列表,每次根据允许的收集时间,优先回收价值最大的 Region
收集步骤:
- 初始标记(Initial Marking)
- 并发标记(Concurrent Marking)
- 最终标记(Final Marking)
- 筛选回收(Live Data Counting and Evavcuation)
前几步与 CMS 收集器非常相似,最后的筛选回收,就是从优先列表中根据预测停顿时间选择回收
图. G1 收集器运行示意图
G1 收集器非常先进而且非常复杂,可以说还处于试验阶段,并未完全成熟,目前主流的应用最多的收集器还是 CMS 收集器