Java GC机制

2017-02-04  本文已影响0人  locoder

Java GC机制是JVM中一个最重要的部分，了解GC机制也对了解JVM中内存分布，日志查看等原理有所了解

存储划分

垃圾回收算法

分代算法对象存储划分

1.Young(年轻代)
年轻代分为三个区：一个Eden区，两个Survivor区。

对象一般是在'Eden'区生成（大对象直接进入老年代）。当`Eden`区满时，还存活的对象将被复制到`Survivor`区（两个中被标记为活Survivor区的一个），当活动Survivor区满时，该区的存活对象将会被复制到非活动Survivor区，此时两个区的标志得到改变（非活动Survivor区变成活动Survivor区，'活动Survivor`区变成`非活动Survivor`区），当新的活动Survivor区也满时，当对象被复制的次数超过`-XX:MaxTenuringThreshold`参数设定的值时还存在则会被复制到老年代。需要注意，Survivor的两个区是对称的，没先后关 系，所以同一个区中可能同时存在从Eden复制过来对象，和从前一个Survivor复制过来的对象，而复制到年老区的只有从第一个Survivor去过来的对象。而且，Survivor区总有一个是空的。 

`-XX:MaxTenuringThreshold`：设置对象在新生代中最大的存活次数，默认为16

大对象的定义：需要大量连续内存空间的Java对象 例如：byte []bytes = new byte[4 * 1024 * 1024];

意义：避免在Eden区和两个Survivor区之间发生大量的内存拷贝。

2.Tenured(老年代)

老年代存放从年轻代存活的对象。一般来说老年代存放的都是生命期较长的对象。

3.Perm(持久代)

*用于存放静态文件，Java类，方法的字节码。持久代大小通过-XX:MaxPermSize=进行设置。 *

内存申请和对象衰老过程

内存申请过程

对象衰老过程

对象的衰老的过程就是GC的过程。可通过jstat –gcutil gc log查看GC日志。
GC有两种类型：Minor GC 和Full GC

GC类型 触发条件 产生动作 注意
Minor GC 大多数情况下，对象在新生代Eden区中分配。当Eden区没有足够的空间进行分配时，虚拟机将会发起一次Minor GC。 (1)GC后仍然存活的对象复制到活动Survivor区，假设又经过GC则将Eden区和活动Survivor区都移动到非活动Survivor区，并标记为活动Survivor区。(2)清空Eden+活动survivor中所有no reference的对象占用的内存将eden+活动survivor中所有存活的对象copy到非活动survivor中一些对象将晋升到old中:非活动survivor放不下的存活次数超过turningthreshold中的重新计算tenuring threshold(serial parallel GC会触发此项)重新调整Eden 和from的大小(parallel GC会触发此项) 全过程暂停应用;是否为多线程处理由具体的GC决定
Full GC 触发条件请参考以下四点 1.清空heap中no reference的对象2.Perm区中已经被卸载的classloader中加载的class信息3.如配置了CollectGenOFirst,则先触发YGC(针对serial GC)4.如配置了ScavengeBeforeFullGC,则先触发YGC(针对serial GC) 全过程暂停应用;是否为多线程处理由具体的GC决定;是否压缩需要看配置的具体GC

Full GC触发条件：

除了以上4种状况外，对于使用RMI来进行RPC或管理的Sun JDK应用而言，默认情况下会一小时执行一次Full GC。可通过在启动时通过- java-Dsun.rmi.dgc.client.gcInterval=3600000来设置Full GC执行的间隔时间或通过-XX:+ DisableExplicitGC来禁止RMI调用System.gc。

对象分配规则

1.对象优先分配在Eden区，如果Eden区没有足够的空间时，虚拟机执行一次Minor GC。
2.大对象直接进入老年代（大对象是指需要大量连续内存空间的对象）。这样做的目的是避免在Eden区和两个Survivor区之间发生大量的内存拷贝（新生代采用复制算法收集内存）。
3.长期存活的对象进入老年代。虚拟机为每个对象定义了一个年龄计数器，如果对象经过了1次Minor GC那么对象会进入Survivor区，之后每经过一次Minor GC那么对象的年龄加1，知道达到阀值对象进入老年区。
4.动态判断对象的年龄。如果Survivor区中相同年龄的所有对象大小的总和大于Survivor空间的一半，年龄大于或等于该年龄的对象可以直接进入老年代。
5.空间分配担保。每次进行Minor GC时，JVM会计算Survivor区移至老年区的对象的平均大小，如果这个值大于老年区的剩余值大小则进行一次Full GC，如果小于检查HandlePromotionFailure设置，如果true则只进行Monitor GC,如果false则进行Full GC。

以下附上JVM经典配置：

  1. 吞吐量优先的并行收集器
    如上文所述，并行收集器主要以到达一定的吞吐量为目标，适用于科学技术和后台处理等。
    典型配置：

§ java -Xmx3800m -Xms3800m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseParallelGC -XX:ParallelGCThreads=20
-XX:+UseParallelGC：选择垃圾收集器为并行收集器。此配置仅对年轻代有效。即上述配置下，年轻代使用并发收集，而年老代仍旧使用串行收集。
-XX:ParallelGCThreads=20：配置并行收集器的线程数，即：同时多少个线程一起进行垃圾回收。此值最好配置与处理器数目

相等。

§ java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseParallelGC -XX:ParallelGCThreads=20 -XX:+UseParallelOldGC
-XX:+UseParallelOldGC：配置年老代垃圾收集方式为并行收集。JDK6.0支持对年老代并行收集。

§ java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseParallelGC -XX:MaxGCPauseMillis=100
-XX:MaxGCPauseMillis=100:设置每次年轻代垃圾回收的最长时间，如果无法满足此时间，JVM会自动调整年轻代大小，以满足此值。

§ java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseParallelGC -XX:MaxGCPauseMillis=100 -XX:+UseAdaptiveSizePolicy
-XX:+UseAdaptiveSizePolicy：设置此选项后，并行收集器会自动选择年轻代区大小和相应的Survivor区比例，以达到目标系统规定的最低相应时间或者收集频率等，此值建议使用并行收集器时，一直打开。

  1. 响应时间优先的并发收集器
    如上文所述，并发收集器主要是保证系统的响应时间，减少垃圾收集时的停顿时间。适用于应用服务器、电信领域等。
    典型配置：

§ java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:ParallelGCThreads=20 -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseParNewGC
-XX:+UseConcMarkSweepGC：设置年老代为并发收集。测试中配置这个以后，-XX:NewRatio=4的配置失效了，原因不明。所以，此时年轻代大小最好用-Xmn设置。
-XX:+UseParNewGC:设置年轻代为并行收集。可与CMS收集同时使用。JDK5.0以上，JVM会根据系统配置自行设置，所以无需再设置此值。

§ java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=5 -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection
-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction：由于并发收集器不对内存空间进行压缩、整理，所以运行一段时间以后会产生“碎片”，使得运行效率降低。此值设置运行多少次GC以后对内存空间进行压缩、整理。
-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection：打开对年老代的压缩。可能会影响性能，但是可以消除碎片

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