7 種 JVM 垃圾回收器，你知道幾個？
前言
今天我們來講講jvm最重要的堆內(nèi)存是如何使用垃圾回收器進行垃圾回收，并且如何使用命令去配置使用這些垃圾回收器。
堆內(nèi)存詳解
上面這個圖大家應(yīng)該已經(jīng)很明白了吧。大家就可以理解成一個房子被分成了幾個房間，每個房間的作用不同而已，有的是嬰兒住的，有的是父母住的，有的是爺爺奶奶住的
堆內(nèi)存被劃分為
兩塊，一塊的年輕代，另一塊是老年代。年輕代又分為
Eden和survivor。他倆空間大小比例默認為8:2,幸存區(qū)又分為
s0和s1。這兩個空間大小是一模一樣的，就是一對雙胞胎，他倆是1:1的比例
堆內(nèi)存垃圾回收過程
第一步
新生成的對象首先放到Eden區(qū)，當Eden區(qū)滿了會觸發(fā)Minor GC。
第二步
第一步GC活下來的對象，會被移動到survivor區(qū)中的S0區(qū)，S0區(qū)滿了之后會觸發(fā)Minor GC，S0區(qū)存活下來的對象會被移動到S1區(qū)，S0區(qū)空閑。
S1滿了之后在GC，存活下來的再次移動到S0區(qū)，S1區(qū)空閑，這樣反反復(fù)復(fù)GC，每GC一次，對象的年齡就漲一歲，達到某個值后（15），就會進入老年代。
第三步
在發(fā)生一次Minor GC后（前提條件），老年代可能會出現(xiàn)Major GC，這個視垃圾回收器而定。
Full GC觸發(fā)條件
手動調(diào)用System.gc，會不斷的執(zhí)行Full GC
老年代空間不足/滿了
方法區(qū)空間不足/滿了
注意
們需要記住一個單詞：stop-the-world。它會在任何一種GC算法中發(fā)生。stop-the-world 意味著JVM因為需要執(zhí)行GC而停止應(yīng)用程序的執(zhí)行。
當stop-the-world 發(fā)生時，除GC所需的線程外，所有的線程都進入等待狀態(tài)，直到GC任務(wù)完成。GC優(yōu)化很多時候就是減少stop-the-world 的發(fā)生。
回收哪些區(qū)域的對象
需要注意的是，JVM GC只回收堆內(nèi)存和方法區(qū)內(nèi)的對象。而棧內(nèi)存的數(shù)據(jù)，在超出作用域后會被JVM自動釋放掉，所以其不在JVM GC的管理范圍內(nèi)。
堆內(nèi)存常見參數(shù)配置
| 參數(shù) | 描述 |
|---|---|
| -Xms | 堆內(nèi)存初始大小，單位m、g |
| -Xmx | 堆內(nèi)存最大允許大小，一般不要大于物理內(nèi)存的80% |
| -XX:PermSize | 非堆內(nèi)存初始大小，一般應(yīng)用設(shè)置初始化200m，最大1024m就夠了 |
| -XX:MaxPermSize | 非堆內(nèi)存最大允許大小 |
| -XX:NewSize（-Xns） | 年輕代內(nèi)存初始大小 |
| -XX:MaxNewSize（-Xmn） | 年輕代內(nèi)存最大允許大小 |
| -XX:SurvivorRatio=8 | 年輕代中Eden區(qū)與Survivor區(qū)的容量比例值，默認為8，即8:1 |
| -Xss | 堆棧內(nèi)存大小 |
| -XX:NewRatio=老年代/新生代 | 設(shè)置老年代和新生代的大小比例 |
| -XX:+PrintGC | jvm啟動后，只要遇到GC就會打印日志 |
| -XX:+PrintGCDetails | 查看GC詳細信息，包括各個區(qū)的情況 |
| -XX:MaxDirectMemorySize | 在NIO中可以直接訪問「直接內(nèi)存」，這個就是設(shè)置它的大小，不設(shè)置默認就是最大堆空間的值-Xmx |
| -XX:+DisableExplicitGC | 關(guān)閉System.gc() |
| -XX:MaxTenuringThreshold | 垃圾可以進入老年代的年齡 |
| -Xnoclassgc | 禁用垃圾回收 |
| -XX:TLABWasteTargetPercent | TLAB占eden區(qū)的百分比，默認是1% |
| -XX:+CollectGen0First | FullGC時是否先YGC，默認false |
TLAB 內(nèi)存
TLAB全稱是Thread Local Allocation Buffer即線程本地分配緩存，從名字上看是一個線程專用的內(nèi)存分配區(qū)域，是為了加速對象分配而生的。
每一個線程都會產(chǎn)生一個TLAB，該線程獨享的工作區(qū)域，java虛擬機使用這種TLAB區(qū)來避免多線程沖突問題，提高了對象分配的效率。
TLAB空間一般不會太大，當大對象無法在TLAB分配時，則會直接分配到堆上。
| 參數(shù) | 描述 |
|---|---|
| -Xx:+UseTLAB | 使用TLAB |
| -XX:+TLABSize | 設(shè)置TLAB大小 |
| -XX:TLABRefillWasteFraction | 設(shè)置維護進入TLAB空間的單個對象大小，他是一個比例值，默認為64，即如果對象大于整個空間的1/64，則在堆創(chuàng)建 |
| -XX:+PrintTLAB | 查看TLAB信息 |
| -Xx:ResizeTLAB | 自調(diào)整TLABRefillWasteFraction閥值。 |
垃圾回收器總覽
新生代可配置的回收器：Serial、ParNew、Parallel Scavenge
老年代配置的回收器：CMS、Serial Old、Parallel Old
新生代和老年代區(qū)域的回收器之間進行連線，說明他們之間可以搭配使用。
新生代垃圾回收器
Serial 垃圾回收器
Serial收集器是最基本的、發(fā)展歷史最悠久的收集器。俗稱為：串行回收器，采用復(fù)制算法進行垃圾回收
特點
串行回收器是指使用單線程進行垃圾回收的回收器。每次回收時，串行回收器只有一個工作線程。
對于并行能力較弱的單CPU計算機來說，串行回收器的專注性和獨占性往往有更好的性能表現(xiàn)。
它存在Stop The World問題，及垃圾回收時，要停止程序的運行。
使用-XX:+UseSerialGC參數(shù)可以設(shè)置新生代使用這個串行回收器
ParNew 垃圾回收器
ParNew其實就是Serial的多線程版本，除了使用多線程之外，其余參數(shù)和Serial一模一樣。俗稱：并行垃圾回收器，采用復(fù)制算法進行垃圾回收
特點
ParNew默認開啟的線程數(shù)與CPU數(shù)量相同，在CPU核數(shù)很多的機器上，可以通過參數(shù)-XX:ParallelGCThreads來設(shè)置線程數(shù)。
它是目前新生代首選的垃圾回收器，因為除了ParNew之外，它是唯一一個能與老年代CMS配合工作的。
它同樣存在Stop The World問題
使用-XX:+UseParNewGC參數(shù)可以設(shè)置新生代使用這個并行回收器
ParallelGC 回收器
ParallelGC使用復(fù)制算法回收垃圾，也是多線程的。
特點
就是非常關(guān)注系統(tǒng)的吞吐量，吞吐量=代碼運行時間/(代碼運行時間+垃圾收集時間)
-XX:MaxGCPauseMillis：設(shè)置最大垃圾收集停頓時間，可用把虛擬機在GC停頓的時間控制在MaxGCPauseMillis范圍內(nèi)，如果希望減少GC停頓時間可以將MaxGCPauseMillis設(shè)置的很小，但是會導(dǎo)致GC頻繁，從而增加了GC的總時間，降低了吞吐量。所以需要根據(jù)實際情況設(shè)置該值。
-Xx:GCTimeRatio：設(shè)置吞吐量大小，它是一個0到100之間的整數(shù)，默認情況下他的取值是99，那么系統(tǒng)將花費不超過1/(1+n)的時間用于垃圾回收，也就是1/(1+99)=1%的時間。
另外還可以指定-XX:+UseAdaptiveSizePolicy打開自適應(yīng)模式，在這種模式下，新生代的大小、eden、from/to的比例，以及晉升老年代的對象年齡參數(shù)會被自動調(diào)整，以達到在堆大小、吞吐量和停頓時間之間的平衡點。
使用-XX:+UseParallelGC參數(shù)可以設(shè)置新生代使用這個并行回收器
老年代垃圾回收器
SerialOld 垃圾回收器
SerialOld是Serial回收器的老年代回收器版本，它同樣是一個單線程回收器。
用途
一個是在JDK1.5及之前的版本中與Parallel Scavenge收集器搭配使用，
另一個就是作為CMS收集器的后備預(yù)案，如果CMS出現(xiàn)Concurrent Mode Failure，則SerialOld將作為后備收集器。
使用算法：標記 - 整理算法
ParallelOldGC 回收器
老年代ParallelOldGC回收器也是一種多線程的回收器，和新生代的ParallelGC回收器一樣，也是一種關(guān)注吞吐量的回收器，他使用了標記壓縮算法進行實現(xiàn)。
-XX:+UseParallelOldGc進行設(shè)置老年代使用該回收器
-XX:+ParallelGCThreads也可以設(shè)置垃圾收集時的線程數(shù)量。
CMS 回收器
CMS全稱為:Concurrent Mark Sweep意為并發(fā)標記清除，他使用的是標記清除法。主要關(guān)注系統(tǒng)停頓時間。
使用-XX:+UseConcMarkSweepGC進行設(shè)置老年代使用該回收器。
使用-XX:ConcGCThreads設(shè)置并發(fā)線程數(shù)量。
特點
CMS并不是獨占的回收器，也就說CMS回收的過程中，應(yīng)用程序仍然在不停的工作，又會有新的垃圾不斷的產(chǎn)生，所以在使用CMS的過程中應(yīng)該確保應(yīng)用程序的內(nèi)存足夠可用。
CMS不會等到應(yīng)用程序飽和的時候才去回收垃圾，而是在某一閥值的時候開始回收，回收閥值可用指定的參數(shù)進行配置：-XX:CMSInitiatingoccupancyFraction來指定，默認為68，也就是說當老年代的空間使用率達到68%的時候，會執(zhí)行CMS回收。
如果內(nèi)存使用率增長的很快，在CMS執(zhí)行的過程中，已經(jīng)出現(xiàn)了內(nèi)存不足的情況，此時CMS回收就會失敗，虛擬機將啟動老年代串行回收器；SerialOldGC進行垃圾回收，這會導(dǎo)致應(yīng)用程序中斷，直到垃圾回收完成后才會正常工作。
這個過程GC的停頓時間可能較長，所以-XX:CMSInitiatingoccupancyFraction的設(shè)置要根據(jù)實際的情況。
標記清除法有個缺點就是存在內(nèi)存碎片的問題，那么CMS有個參數(shù)設(shè)置-XX:+UseCMSCompactAtFullCollecion可以使CMS回收完成之后進行一次碎片整理。
-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction參數(shù)可以設(shè)置進行多少次CMS回收之后，對內(nèi)存進行一次壓縮。
G1 回收器
篇幅太長，我們下篇文章講解，另外，大家可以關(guān)注公眾號Java技術(shù)?；貜?fù)jvm46可以獲取一份JVM調(diào)優(yōu)指南。
最近熱文：
2、Spring Boot 學(xué)習(xí)筆記，這個太全了！
4、Spring Boot 太狠了，一次發(fā)布 3 個版本！
7、Spring Boot Redis 實現(xiàn)分布式鎖，真香！
掃碼關(guān)注Java技術(shù)棧公眾號閱讀更多干貨。