算法 自动采集列表( jvm怎么知道堆里面的对象是无用数据,的基本算法)

　　算法 自动采集列表(

jvm怎么知道堆里面的对象是无用数据,的基本算法)

　　jvm的三种算法和10个垃圾采集

器

　　jvm如何知道堆中的对象是无用数据，有两种方式：

　　1.引用计数方法：

　　每个对象都有一个引用计数属性，新的引用计数加1，引用释放时计数减1，计数到0就可以回收。这种方法简单，不能解决循环引用的问题对象之间。

　　2. 关注GC Roots

　　（可达性分析）：从GC Roots开始向下搜索，搜索所经过的路径称为参考链。当一个对象没有通过任何引用链连接到GC Roots时，证明该对象不可用，即不可达对象。

　　jvm的三种基本算法

　　1.1 标记-扫描算法（Mark-Sweep）

　　一块内存，要恢复的数据，直接标记，清除

　　1.2 复制算法（Copying）

　　将一块内存中的数据直接复制到另一块内存中，然后清理之前的内存区域

　　1.3 Mark-Compact 算法（Mark-Compact）

　　将内存中的数据移动并标记到内存一侧进行清理

　　1.4 代采集

算法

　　注意，这个算法是根据不同代的对象被清除时使用的算法，将内存堆从物理上和逻辑上划分为年轻代和老年代的一种算法

　　10种垃圾采集

器

　　算法就是GC的垃圾采集

的策略，垃圾采集

器就是按照算法进行垃圾处理的具体实现。

　　2.1 个串行采集

器

　　串行（serial）垃圾采集

器是最基础的采集

器，发展历史最长；

　　JDK1.3.1是新一代HotSpot合集的唯一选择；

　　串行采集

器直到JDK1.7，它仍然是运行在Client模式下的JAVA虚拟机默认的新一代采集

器。它也有优于其他采集

器的优点：简单高效（相对于其他采集

器的单线程）。对于仅限于单个 CPU 的环境，Serial 采集

器没有线程交互开销，因此专注于垃圾采集

是很自然的。获得最高的单线程采集

效率。在用户的桌面应用场景中，分配给虚拟机管理的内存一般不会很大，采集

新一代的几十兆甚至一两百兆（只有新一代使用的内存，桌面应用基本没有大），暂停时间可以控制在几十毫秒以内，最多一百毫秒。只要不经常发生，这种停顿是可以接受的。因此，Serial采集

器是运行的不错选择。

　　Serial采集

器的运行图如下： stw：stop-the-word 停止所有工作线程；使用复制算法；

　　

　　注意：这个采集

器，随着内存越来越大，执行效率太慢。比如一个人刚开始住在5平方米的房子里，房子打扫得很快。住500平米的房子，打扫屋子的时间过长，这种单线程不能用，以后会有多线程版本-ParNewcollector

　　2.2 系列老采集器

　　和Serial相比，Serial Old是老年代用的垃圾采集

器，也是单线程的，不过算法不是copy，而是Mark-Compact标记排序算法，也是stw：暂停所有线程为垃圾采集

;

　　所以Serial和Serial Old的结合，在服务器环境下可用内存一般都不大（几十M到一两百M），不适合现在的大内存

　　2.3ParNew 采集

器

　　ParNew 垃圾采集

器是串行采集

器的改进多线程版本（因为内存不断增加）。除多线程外，其余行为和特性与串行采集

器相同。实现算法与Serial（复制算法）完全相同。在stw下执行；

　　但是如果CPU数量为1或小于4，这种类型的采集

器的性能不会比Serial好。因为去掉了上下文切换，占用了用户线程的CPU时间片，导致用户线程变慢

　　在Server模式下，ParNew采集

器是一个非常重要的采集

器，因为除了Serial之外，目前只能和CMS采集

器配合使用；CMS是在JDK1.5中推出的HotSpot的第一个真正含义，互联网上的并发（Concurrent）采集

器第一次使垃圾采集

线程与用户线程（基本）同时工作；

　　1）CMS是老年代的采集

器，但是不能和JDK1.4中已经存在的新一代采集

器Parallel Scavenge一起工作；

　　2) 因为Parallel Scavenge（和G1）不使用传统的GC采集

器代码框架，而是独立实现；而其他类型的采集

器共享部分框架代码；

　　设置参数

　　"-XX:+UseConcMarkSweepGC"：指定使用CMS后，默认使用ParNew作为新一代采集

器；

　　“-XX:+UseParNewGC”：强制指定使用ParNew；

　　“-XX:ParallelGCThreads”：指定ParNew默认开启的垃圾回收线程数、回收线程数和CPU数

　　2.4.并行老

　　这是 Serial Old 的多线程版本。它用于老年代的采集

器。它也是一种mark-and-sort算法，是stw的执行集合。但如果 CPU 数量少，性能同样糟糕。但现在PC或服务器CPU的数量不再是性能瓶颈限制，所以目前它与Parallel Scavenge的合作是吞吐量优先场景的首选采集

器选择。

　　2.5Parallel Scavenge

　　相比ParNew，无法与cms结合的新一代垃圾采集

器。PS也是一种复制算法。它与前两个采集

器的最大区别在于它专注于吞吐量而不是延迟。也称为吞吐量优先采集

器。其中，吞吐量=运行用户代码的时间/（运行用户代码的时间+垃圾采集

时间）。

　　主要使用场景：主要适用于后台计算而不是过多的交互任务。高吞吐量可以最有效地利用CPU时间，尽快完成程序计算任务。当然，如果要减少暂停时间，吞吐量也会相应受到影响。

　　2.6 内容管理系统

　　CMS，Concurrent Mark Sweep，这是一个真正的并发采集

器，即在线程执行过程中也可以进行垃圾采集

的采集

器。在一些对响应时间要求高的应用或网站中，用户程序不能有长时间的停顿，在这种场景下可以使用CMS。分为四个过程，1个初始标记，2个并发标记，3个重新标记，4个并发清理

　　CMS执行流程图

　　

　　CMS采用多种方式尽可能减少GC的暂停时间，减少用户程序的暂停。

　　在减少暂停时间的同时，牺牲了 CPU 吞吐量。因为并发占用了大量的cpu资源

　　这是暂停时间和性能的权衡，可以简单理解为时间的“空间（性能）”

　　CMS是一个连接过去和未来的采集器

　　以下是非分代采集

器

　　2.7 G1（垃圾优先）

　　在JDK7中，它加入了JVM采集

器家族，成为HotSpot的关键垃圾采集

技术。和优秀的CMS垃圾采集

器一样，G1也是一个专注于最小延迟的垃圾采集

器。也适用于大容量堆内存的垃圾回收。官方推荐使用G1，而不是选择CMS。G1最大的特点就是引入了partition的思想，弱化了代的概念，合理利用了垃圾采集

各个周期的资源，解决了其他采集

器甚至CMS的很多缺陷。

　　G1采集

器是一个垃圾采集

器，比之前的更好，有真正的突破。其实G1中还是保留了代的概念，但实际上新生代和老年代并没有物理上的分离。在 G1 中，内存空间被划分为区域。所谓新生代和老年代是由区域组成的。同时，G1 不需要与其他采集

器配合使用，它可以自己处理所有内存区域。总的来说，它不是一代采集器

，而是一款一体式采集器

。这也是JVM内存管理和垃圾回收的一个发展趋势。我们可以从下面的 zgc 中更清楚地看到这种变化。

　　G1采用mark-organize算法，避免CMS内存碎片问题，实现垃圾时间可控。它是一个优秀的采集器

。即便如此，从2004年第一篇论文发表到实际商用，也是jdk1.7。实施并不那么容易。

　　G1的工作过程：

　　初始标记：这个过程类似于CMS的第一个过程，只是标记了与GC Root相关的对象。

　　并发标记：这个过程需要很长时间来分析GC Root对所有对象的可达性分析。从GC Root节点遍历所有对象会很耗时，实际上JVM并没有这样做。JVM 使用Remembered Set 来保存对象引用的调用信息。在可达性分析中，只需要同时遍历记忆集即可，不需要从根节点开始一一遍历。

　　最终标记：由于并发标记阶段，用户线程仍在工作，这会导致标记出现一些偏差。这时候就需要通过remembered set log来记录这些变化。在这个阶段，更改被合并到记忆集中。完成最后的标记。

　　过滤清除：通过标记排序算法，根据用户配置的回收时间，以及维护的优先级列表，先采集

取值最高的区域。采集

阶段基于标记组织和复制算法实现

　　2.8 ZGC

　　zgc 是 jdk11 中最新发布的垃圾采集

器。完全没有代的概念，先说一下它的优点，官方的就是不碎片化，时间可控，大堆。

　　学习连接

　　2.9 雪兰多

　　Shenandoah 是一个并发和并行的垃圾采集

器；和ZGC一样，它也是一个低暂停时间的垃圾采集

器，但是ZGC是基于彩色指针实现的，而Shenandoah GC是基于布鲁克斯指针的。

　　其实业界早就出现了低暂停GC，只是Java来的比较晚

　　Azul's Zing中的C4 GC土豪选择

　　oracle中的HotSpot ZGC JDK11选择

　　R说ZGC说他们抄了Azul，两者是等价的。

　　可以参考这篇文章了解如何连接

　　2.10 厄普西隆

　　Java 11 新的 Epsilon 垃圾采集

器

　　Epsilon（A No-Op Garbage Collector）垃圾采集

器控制内存分配，但不执行任何垃圾采集

。一旦java的heap用完，直接关闭jvm。设计的目的是提供一个完全负向GC的实现，分配有限的内存分配，最小化内存占用的消耗和内存吞吐量的延迟时间。一个好的实现是隔离代码更改，不影响其他 GC，将其他 JVM 代码更改到最少。

　　仅供参考

　　链接：Epsilon 学习链接

　　最后附上各采集器的组合流程图

　　

　　终于找到一个很不错的博客，写了很多jvm的知识，可以去学习下

　　添加链接描述