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《深入理解JVM虚拟机》读书笔记-常用的垃圾收集器

2021-10-23  本文已影响0人  乙腾

Serial收集器

介绍

  Serial收集器是最基础、历史最悠久的收集器，曾经（在JDK 1.3.1之前）是HotSpot虚拟机新生代收集器的唯一选择。大家只看名字就能够猜到，这个收集器是一个单线程工作的收集器，但它的“单线程”的意义并不仅仅是说明它只会使用一个处理器或一条收集线程去完成垃圾收集工作，更重要的是强调在它进行垃圾收集时，必须暂停其他所有工作线程，直到它收集结束。

  事实上，迄今为止，它依然是HotSpot虚拟机运行在客户端模式下的默认新生代收集器，有着优于其他收集器的地方，那就是简单而高效（与其他收集器的单线程相比），对于内存资源受限的环境，它是所有收集器里额外内存消耗（Memory Footprint）最小的；对于单核处理器或处理器核心数较少的环境来说，Serial收集器由于没有线程交互的开销，专心做垃圾收集自然可以获得最高的单线程收集效率。在用户桌面的应用场景以及近年来流行的部分微服务应用中，分配给虚拟机管理的内存一般来说并不会特别大，收集几十兆甚至一两百兆的新生代（仅仅是指新生代使用的内存，桌面应用甚少超过这个容量），垃圾收集的停顿时间完全可以控制在十几、几十毫秒，最多一百多毫秒以内，只要不是频繁发生收集，这点停顿时间对许多用户来说是完全可以接受的。所以，Serial收集器对于运行在客户端模式下的虚拟机来说是一个很好的选择。

记忆

serial收集器

Serial/Serial Old收集器的运行过程

image.png

例子

public class GCDemo {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
       
        Random rand = new Random(System.nanoTime());
       
        try {
            String str = "Hello, World";
            while(true) {
                str += str + rand.nextInt(Integer.MAX_VALUE) + rand.nextInt(Integer.MAX_VALUE);
            }
        }catch (Throwable e) {
            e.printStackTrace();
        }
       
    }
}

jvm参数

-Xms10m -Xmx10m -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+UseSerialGC

输出

-XX:InitialHeapSize=10485760 -XX:MaxHeapSize=10485760 -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+PrintGCDetails -XX:+UseCompressedClassPointers -XX:+UseCompressedOops -XX:-UseLargePagesIndividualAllocation
    -XX:+UseSerialGC     /注意这里 DefNew Default New Generation/
[GC (Allocation Failure) [DefNew: 2346K->320K(3072K), 0.0012956 secs] 2346K->1030K(9920K), 0.0013536 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
[GC (Allocation Failure) [DefNew: 2888K->0K(3072K), 0.0013692 secs] 3598K->2539K(9920K), 0.0014059 secs] [Times: user=0.02 sys=0.00, real=0.00 secs]
[GC (Allocation Failure) [DefNew: 2065K->0K(3072K), 0.0011613 secs] 4604K->4550K(9920K), 0.0011946 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
[GC (Allocation Failure) [DefNew: 2056K->0K(3072K), 0.0010394 secs] 6606K->6562K(9920K), 0.0010808 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
[GC (Allocation Failure) [DefNew: 2011K->2011K(3072K), 0.0000124 secs][Tenured  /注意这里old(老年代)是Tenured/: 6562K->2537K(6848K), 0.0021691 secs] 8574K->2537K(9920K), [Metaspace: 2658K->2658K(1056768K)], 0.0024399 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
[GC (Allocation Failure) [DefNew: 2059K->2059K(3072K), 0.0000291 secs][Tenured: 6561K->6561K(6848K), 0.0012330 secs] 8620K->6561K(9920K), [Metaspace: 2658K->2658K(1056768K)], 0.0012888 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
[Full GC (Allocation Failure) [Tenured: 6561K->6547K(6848K), 0.0017784 secs] 6561K->6547K(9920K), [Metaspace: 2658K->2658K(1056768K)], 0.0018111 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
    at java.util.Arrays.copyOfRange(Arrays.java:3664)
    at java.lang.String.<init>(String.java:207)
    at java.lang.StringBuilder.toString(StringBuilder.java:407)
    at com.lun.jvm.GCDemo.main(GCDemo.java:23)
Heap
 def new generation   total 3072K, used 105K [0x00000000ff600000, 0x00000000ff950000, 0x00000000ff950000)
  eden space 2752K,   3% used [0x00000000ff600000, 0x00000000ff61a7c8, 0x00000000ff8b0000)
  from space 320K,   0% used [0x00000000ff8b0000, 0x00000000ff8b0000, 0x00000000ff900000)
  to   space 320K,   0% used [0x00000000ff900000, 0x00000000ff900000, 0x00000000ff950000)
 tenured generation   total 6848K, used 6547K [0x00000000ff950000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000)
   the space 6848K,  95% used [0x00000000ff950000, 0x00000000fffb4c30, 0x00000000fffb4e00, 0x0000000100000000)
 Metaspace       used 2689K, capacity 4486K, committed 4864K, reserved 1056768K
  class space    used 286K, capacity 386K, committed 512K, reserved 1048576K

日志解读：

1.使用SerialGC时，年轻代是表示为：DefNew（DefNew Default New Generation），老年代表示为：Tenured；

2.Allocation Failure:

表明本次引起GC的原因是因为在年轻代中没有足够的空间能够存储新的数据了。

3.日志对照表


image.png

ParNew收集器

介绍

  ParNew收集器实质上是Serial收集器的多线程并行版本，除了同时使用多条线程进行垃圾收集之外，其余的行为包括Serial收集器可用的所有控制参数（例如：-XX：SurvivorRatio、-XX：PretenureSizeThreshold、-XX：HandlePromotionFailure等）、收集算法、Stop The World、对象分配规则、回收策略等都与Serial收集器完全一致，在实现上这两种收集器也共用了相当多的代码。

  ParNew收集器除了支持多线程并行收集之外，其他与Serial收集器相比并没有太多创新之处，但它却是不少运行在服务端模式下的HotSpot虚拟机，尤其是JDK 7之前的遗留系统中首选的新生代收集器，其中有一个与功能、性能无关但其实很重要的原因是：除了Serial收集器外，目前只有它能与CMS收集器配合工作。
在JDK 5发布时，HotSpot推出了一款在强交互应用中几乎可称为具有划时代意义的垃圾收集器——CMS收集器。这款收集器是HotSpot虚拟机中第一款真正意义上支持并发的垃圾收集器，它首次实现了让垃圾收集线程与用户线程（基本上）同时工作。

记忆

ParNew

ParNew运行过程

image.png

例子

public class GCDemo {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
       
        Random rand = new Random(System.nanoTime());
       
        try {
            String str = "Hello, World";
            while(true) {
                str += str + rand.nextInt(Integer.MAX_VALUE) + rand.nextInt(Integer.MAX_VALUE);
            }
        }catch (Throwable e) {
            e.printStackTrace();
        }
       
    }
}

jvm参数

-Xms10m -Xmx10m -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+UseParNewGC

输出

-XX:InitialHeapSize=10485760 -XX:MaxHeapSize=10485760 -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+PrintGCDetails -XX:+UseCompressedClassPointers -XX:+UseCompressedOops -XX:-UseLargePagesIndividualAllocation -XX:+UseParNewGC
[GC (Allocation Failure) [ParNew: 2702K->320K(3072K), 0.0007029 secs] 2702K->1272K(9920K), 0.0007396 secs] [Times: user=0.02 sys=0.00, real=0.00 secs]
[GC (Allocation Failure) [ParNew: 2292K->37K(3072K), 0.0010829 secs] 3244K->2774K(9920K), 0.0011000 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
[GC (Allocation Failure) [ParNew: 2005K->9K(3072K), 0.0008401 secs] 4742K->5624K(9920K), 0.0008605 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
[GC (Allocation Failure) [ParNew: 1974K->1974K(3072K), 0.0000136 secs][Tenured: 5615K->3404K(6848K), 0.0021646 secs] 7589K->3404K(9920K), [Metaspace: 2658K->2658K(1056768K)], 0.0022520 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
[GC (Allocation Failure) [ParNew: 1918K->2K(3072K), 0.0008094 secs] 5322K->5324K(9920K), 0.0008273 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
[GC (Allocation Failure) [ParNew: 1970K->1970K(3072K), 0.0000282 secs][Tenured: 5322K->4363K(6848K), 0.0018652 secs] 7292K->4363K(9920K), [Metaspace: 2658K->2658K(1056768K)], 0.0019205 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
[Full GC (Allocation Failure) [Tenured: 4363K->4348K(6848K), 0.0023131 secs] 4363K->4348K(9920K), [Metaspace: 2658K->2658K(1056768K)], 0.0023358 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
    at java.util.Arrays.copyOf(Arrays.java:3332)
    at java.lang.AbstractStringBuilder.ensureCapacityInternal(AbstractStringBuilder.java:124)
    at java.lang.AbstractStringBuilder.append(AbstractStringBuilder.java:448)
    at java.lang.StringBuilder.append(StringBuilder.java:136)
    at com.lun.jvm.GCDemo.main(GCDemo.java:22)
Heap
 par new generation   total 3072K, used 106K [0x00000000ff600000, 0x00000000ff950000, 0x00000000ff950000)
  eden space 2752K,   3% used [0x00000000ff600000, 0x00000000ff61a938, 0x00000000ff8b0000)
  from space 320K,   0% used [0x00000000ff8b0000, 0x00000000ff8b0000, 0x00000000ff900000)
  to   space 320K,   0% used [0x00000000ff900000, 0x00000000ff900000, 0x00000000ff950000)
 tenured generation   total 6848K, used 4348K [0x00000000ff950000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000)
   the space 6848K,  63% used [0x00000000ff950000, 0x00000000ffd8f3a0, 0x00000000ffd8f400, 0x0000000100000000)
 Metaspace       used 2689K, capacity 4486K, committed 4864K, reserved 1056768K
  class space    used 286K, capacity 386K, committed 512K, reserved 1048576K
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM warning: Using the ParNew young collector with the Serial old collector is deprecated and will likely be removed in a future release

日志解读：

1.使用ParNew时，年轻代是表示为ParNew（Parallel New Generation）老年代是表示为Tenured。

Parallel Scavenge 收集器

记忆

Parallel Scavenge

例子

public class GCDemo {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
       
        Random rand = new Random(System.nanoTime());
       
        try {
            String str = "Hello, World";
            while(true) {
                str += str + rand.nextInt(Integer.MAX_VALUE) + rand.nextInt(Integer.MAX_VALUE);
            }
        }catch (Throwable e) {
            e.printStackTrace();
        }
       
    }
}

jvm参数

-Xms10m -Xmx10m -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+UseParallelGC

日志

-XX:InitialHeapSize=10485760 -XX:MaxHeapSize=10485760 -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+PrintGCDetails -XX:+UseCompressedClassPointers -XX:+UseCompressedOops -XX:-UseLargePagesIndividualAllocation -XX:+UseParallelGC
[GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 2009K->503K(2560K)] 2009K->803K(9728K), 0.7943182 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.79 secs]
[GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 2272K->432K(2560K)] 2572K->2214K(9728K), 0.0020218 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
[GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 2448K->352K(2560K)] 4230K->3122K(9728K), 0.0017173 secs] [Times: user=0.11 sys=0.02, real=0.00 secs]
[Full GC (Ergonomics) [PSYoungGen: 1380K->0K(2560K)] [ParOldGen: 6722K->2502K(7168K)] 8102K->2502K(9728K), [Metaspace: 2657K->2657K(1056768K)], 0.0039763 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
[Full GC (Ergonomics) [PSYoungGen: 2016K->0K(2560K)] [ParOldGen: 6454K->6454K(7168K)] 8471K->6454K(9728K), [Metaspace: 2658K->2658K(1056768K)], 0.0049598 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
[GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 0K->0K(2560K)] 6454K->6454K(9728K), 0.0008614 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
[Full GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 0K->0K(2560K)] /注意这里：PSYoungGen/[ParOldGen: 6454K->6440K(7168K)]/注意这里 ParOldGen/ 6454K->6440K(9728K), [Metaspace: 2658K->2658K(1056768K)], 0.0055542 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.01 secs]
java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
    at java.util.Arrays.copyOfRange(Arrays.java:3664)
    at java.lang.String.<init>(String.java:207)
    at java.lang.StringBuilder.toString(StringBuilder.java:407)
    at com.lun.jvm.GCDemo.main(GCDemo.java:22)
Heap
 PSYoungGen      total 2560K, used 82K [0x00000000ffd00000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000)
  eden space 2048K, 4% used [0x00000000ffd00000,0x00000000ffd14810,0x00000000fff00000)
  from space 512K, 0% used [0x00000000fff80000,0x00000000fff80000,0x0000000100000000)
  to   space 512K, 0% used [0x00000000fff00000,0x00000000fff00000,0x00000000fff80000)
 ParOldGen       total 7168K, used 6440K [0x00000000ff600000, 0x00000000ffd00000, 0x00000000ffd00000)
  object space 7168K, 89% used [0x00000000ff600000,0x00000000ffc4a1c8,0x00000000ffd00000)
 Metaspace       used 2689K, capacity 4486K, committed 4864K, reserved 1056768K
  class space    used 286K, capacity 386K, committed 512K, reserved 1048576K

日志解读：

1.使用Parallel Scavenge时，年轻代是表示为PSYoungGen,老年代是表示为ParOldGen。

Serial Old 收集器

记忆

例子

public class GCDemo {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
       
        Random rand = new Random(System.nanoTime());
       
        try {
            String str = "Hello, World";
            while(true) {
                str += str + rand.nextInt(Integer.MAX_VALUE) + rand.nextInt(Integer.MAX_VALUE);
            }
        }catch (Throwable e) {
            e.printStackTrace();
        }
       
    }
}

jvm参数

-Xms10m -Xmx10m -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+UseSerialOldGC

日志

-XX:InitialHeapSize=10485760 -XX:MaxHeapSize=10485760 -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+PrintGCDetails -XX:+UseCompressedClassPointers -XX:+UseCompressedOops -XX:-UseLargePagesIndividualAllocation
    -XX:+UseSerialGC     /注意这里 DefNew Default New Generation/
[GC (Allocation Failure) [DefNew: 2346K->320K(3072K), 0.0012956 secs] 2346K->1030K(9920K), 0.0013536 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
[GC (Allocation Failure) [DefNew: 2888K->0K(3072K), 0.0013692 secs] 3598K->2539K(9920K), 0.0014059 secs] [Times: user=0.02 sys=0.00, real=0.00 secs]
[GC (Allocation Failure) [DefNew: 2065K->0K(3072K), 0.0011613 secs] 4604K->4550K(9920K), 0.0011946 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
[GC (Allocation Failure) [DefNew: 2056K->0K(3072K), 0.0010394 secs] 6606K->6562K(9920K), 0.0010808 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
[GC (Allocation Failure) [DefNew: 2011K->2011K(3072K), 0.0000124 secs][Tenured  /注意这里old(老年代)是Tenured/: 6562K->2537K(6848K), 0.0021691 secs] 8574K->2537K(9920K), [Metaspace: 2658K->2658K(1056768K)], 0.0024399 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
[GC (Allocation Failure) [DefNew: 2059K->2059K(3072K), 0.0000291 secs][Tenured: 6561K->6561K(6848K), 0.0012330 secs] 8620K->6561K(9920K), [Metaspace: 2658K->2658K(1056768K)], 0.0012888 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
[Full GC (Allocation Failure) [Tenured: 6561K->6547K(6848K), 0.0017784 secs] 6561K->6547K(9920K), [Metaspace: 2658K->2658K(1056768K)], 0.0018111 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
    at java.util.Arrays.copyOfRange(Arrays.java:3664)
    at java.lang.String.<init>(String.java:207)
    at java.lang.StringBuilder.toString(StringBuilder.java:407)
    at com.lun.jvm.GCDemo.main(GCDemo.java:23)
Heap
 def new generation   total 3072K, used 105K [0x00000000ff600000, 0x00000000ff950000, 0x00000000ff950000)
  eden space 2752K,   3% used [0x00000000ff600000, 0x00000000ff61a7c8, 0x00000000ff8b0000)
  from space 320K,   0% used [0x00000000ff8b0000, 0x00000000ff8b0000, 0x00000000ff900000)
  to   space 320K,   0% used [0x00000000ff900000, 0x00000000ff900000, 0x00000000ff950000)
 tenured generation   total 6848K, used 6547K [0x00000000ff950000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000)
   the space 6848K,  95% used [0x00000000ff950000, 0x00000000fffb4c30, 0x00000000fffb4e00, 0x0000000100000000)
 Metaspace       used 2689K, capacity 4486K, committed 4864K, reserved 1056768K
  class space    used 286K, capacity 386K, committed 512K, reserved 1048576K

日志解读：

1.使用SerialGC时，年轻代是表示为：DefNew（DefNew Default New Generation），老年代表示为：Tenured；

Parallel Old收集器

记忆

例子

public class GCDemo {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
       
        Random rand = new Random(System.nanoTime());
       
        try {
            String str = "Hello, World";
            while(true) {
                str += str + rand.nextInt(Integer.MAX_VALUE) + rand.nextInt(Integer.MAX_VALUE);
            }
        }catch (Throwable e) {
            e.printStackTrace();
        }
       
    }
}

jvm参数

-Xms10m -Xmx10m -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+UseParallelOldGC

日志

-XX:InitialHeapSize=10485760 -XX:MaxHeapSize=10485760 -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+PrintGCDetails -XX:+UseCompressedClassPointers -XX:+UseCompressedOops -XX:-UseLargePagesIndividualAllocation -XX:+UseParallelOldGC
[GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 1979K->480K(2560K)] 1979K->848K(9728K), 0.0007724 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
[GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 2205K->480K(2560K)] 2574K->2317K(9728K), 0.0008700 secs] [Times: user=0.02 sys=0.00, real=0.00 secs]
[GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 2446K->496K(2560K)] 4284K->3312K(9728K), 0.0010374 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
[Full GC (Ergonomics) [PSYoungGen: 1499K->0K(2560K)] [ParOldGen: 6669K->2451K(7168K)] 8168K->2451K(9728K), [Metaspace: 2658K->2658K(1056768K)], 0.0043327 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
[Full GC (Ergonomics) [PSYoungGen: 1966K->0K(2560K)] [ParOldGen: 6304K->6304K(7168K)] 8270K->6304K(9728K), [Metaspace: 2658K->2658K(1056768K)], 0.0021269 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
[GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 0K->0K(2560K)] 6304K->6304K(9728K), 0.0004841 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
[Full GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 0K->0K(2560K)] [ParOldGen: 6304K->6290K(7168K)] 6304K->6290K(9728K), [Metaspace: 2658K->2658K(1056768K)], 0.0058149 secs] [Times: user=0.11 sys=0.00, real=0.01 secs]
java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
    at java.util.Arrays.copyOfRange(Arrays.java:3664)
    at java.lang.String.<init>(String.java:207)
    at java.lang.StringBuilder.toString(StringBuilder.java:407)
    at com.lun.jvm.GCDemo.main(GCDemo.java:22)
Heap
 PSYoungGen      total 2560K, used 81K [0x00000000ffd00000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000)
  eden space 2048K, 3% used [0x00000000ffd00000,0x00000000ffd14768,0x00000000fff00000)
  from space 512K, 0% used [0x00000000fff80000,0x00000000fff80000,0x0000000100000000)
  to   space 512K, 0% used [0x00000000fff00000,0x00000000fff00000,0x00000000fff80000)
 ParOldGen       total 7168K, used 6290K [0x00000000ff600000, 0x00000000ffd00000, 0x00000000ffd00000)
  object space 7168K, 87% used [0x00000000ff600000,0x00000000ffc24b70,0x00000000ffd00000)
 Metaspace       used 2689K, capacity 4486K, committed 4864K, reserved 1056768K
  class space    used 286K, capacity 386K, committed 512K, reserved 1048576K

日志解读

1.使用Parallel Old GC时，年轻代是表示为： PSYoungGen，老年代表示为：ParOldGen。

CMS收集器

记忆

CMS收集器运行示意图

image.png

Garbage First 收集器

历史

  Garbage First（简称G1）收集器是垃圾收集器技术发展历史上的里程碑式的成果，它开创了收集器面向局部收集的设计思路和基于Region的内存布局形式。早在JDK 7刚刚确立项目目标、Oracle公司制定的JDK 7 RoadMap里面，G1收集器就被视作JDK 7中HotSpot虚拟机的一项重要进化特征。从JDK 6 Update 14开始就有Early Access版本的G1收集器供开发人员实验和试用，但由此开始G1收集器的“实验状态”（Experimental）持续了数年时间，直至JDK 7 Update 4，Oracle才认为它达到足够成熟的商用程度，移除了“Experimental”的标识；到了JDK 8 Update 40的时候，G1提供并发的类卸载的支持，补全了其计划功能的最后一块拼图。这个版本以后的G1收集器才被Oracle官方称为“全功能的垃圾收集器”（Fully-Featured Garbage Collector）。
  G1是一款主要面向服务端应用的垃圾收集器。HotSpot开发团队最初赋予它的期望是（在比较长期的）未来可以替换掉JDK 5中发布的CMS收集器。现在这个期望目标已经实现过半了，JDK 9发布之日，G1宣告取代Parallel Scavenge加Parallel Old组合，成为服务端模式下的默认垃圾收集器，而CMS则沦落至被声明为不推荐使用（Deprecate）的收集器[1]。如果对JDK 9及以上版本的HotSpot虚拟机使用参数-XX：+UseConcMarkSweepGC来开启CMS收集器的话，用户会收到一个警告信息，提示CMS未来将会被废弃：

Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM warning: Option UseConcMarkSweepGC was deprecated in version 9.0 and will likely be removed in a future release.

  但作为一款曾被广泛运用过的收集器，经过多个版本的开发迭代后，CMS（以及之前几款收集器）的代码与HotSpot的内存管理、执行、编译、监控等子系统都有千丝万缕的联系，这是历史原因导致的，并不符合职责分离的设计原则。为此，规划JDK 10功能目标时，HotSpot虚拟机提出了“统一垃圾收集器接口”[2]，将内存回收的“行为”与“实现”进行分离，CMS以及其他收集器都重构成基于这套接口的一种实现。以此为基础，日后要移除或者加入某一款收集器，都会变得容易许多，风险也可以控制，这算是在为CMS退出历史舞台铺下最后的道路了。
  作为CMS收集器的替代者和继承人，设计者们希望做出一款能够建立起“停顿时间模型”（Pause Prediction Model）的收集器，停顿时间模型的意思是能够支持指定在一个长度为M毫秒的时间片段内，消耗在垃圾收集上的时间大概率不超过N毫秒这样的目标，这几乎已经是实时Java（RTSJ）的中软实时垃圾收集器特征了。
  那具体要怎么做才能实现这个目标呢？首先要有一个思想上的改变，在G1收集器出现之前的所有其他收集器，包括CMS在内，垃圾收集的目标范围要么是整个新生代（Minor GC），要么就是整个老年代（Major GC），再要么就是整个Java堆（Full GC）。而G1跳出了这个樊笼，它可以面向堆内存任何部分来组成回收集（Collection Set，一般简称CSet）进行回收，衡量标准不再是它属于哪个分代，而是哪块内存中存放的垃圾数量最多，回收收益最大，这就是G1收集器的Mixed GC模式。

记忆

  G1是在2012年才在jdk1.7u4中可用。oracle官方计划在JDK9中将G1变成默认的垃圾收集器以替代CMS。它是一款面向服务端应用的收集器，主要应用在多CPU和大内存服务器环境下，极大的减少垃圾收集的停顿时间，全面提升服务器的性能，逐步替换java8以前的CMS收集器。

  现在这个期望目标已经实现过半了，JDK 9发布之日，G1宣告取代Parallel Scavenge加Parallel Old组合，成为服务端模式下的默认垃圾收集器，而CMS则沦落至被声明为不推荐使用（Deprecate）的收集器。

  但是G1相对于CMS仍然不是占全方位、压倒性优势的，从它出现几年仍不能在所有应用场景中代替CMS就可以得知这个结论。比起CMS，G1的弱项也可以列举出不少：

  以上的优缺点对比仅仅是针对G1和CMS两款垃圾收集器单独某方面的实现细节的定性分析，通常我们说哪款收集器要更好、要好上多少，往往是针对具体场景才能做的定量比较。按照笔者的实践经验，目前在小内存应用上CMS的表现大概率仍然要会优于G1，而在大内存应用上G1则大多能发挥其优势，这个优劣势的Java堆容量平衡点通常在6GB至8GB之间，当然，以上这些也仅是经验之谈，不同应用需要量体裁衣地实际测试才能得出最合适的结论，随着HotSpot的开发者对G1的不断优化，也会让对比结果继续向G1倾斜。

G1收集器下的Young GC

针对Eden区进行收集，Eden区耗尽后会被触发，主要是小区域收集＋形成连续的内存块，避免内存碎片

GC之G1参数配置及和CMS的比较

-XX:+UseG1GC

-XX:G1HeapRegionSize=n：设置的G1区域的大小。值是2的幂，范围是1MB到32MB。目标是根据最小的Java堆大小划分出约2048个区域。

-XX:MaxGCPauseMillis=n：最大GC停顿时间，这是个软目标，JVM将尽可能（但不保证）停顿小于这个时间。

-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=n：堆占用了多少的时候就触发GC，默认为45。

-XX:ConcGCThreads=n：并发GC使用的线程数。

-XX:G1ReservePercent=n：设置作为空闲空间的预留内存百分比，以降低目标空间溢出的风险，默认值是10%。

开发人员仅仅需要声明以下参数即可：

三步归纳：开始G1+设置最大内存+设置最大停顿时间

-XX:MaxGCPauseMillis=n：最大GC停顿时间单位毫秒，这是个软目标，JVM将尽可能（但不保证）停顿小于这个时间

G1和CMS比较

G1收集器Reginon分区示意图

image.png

G1收集器示意图

image.png
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