JVM垃圾回收器和调优

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什么是GC？

找到垃圾，并且回收，让这块内存重新可用。

Java的GC算法是根搜索算法，可以作为GCRoot的对象有

线程栈变量
静态变量
常量池
JNI指针

回收的算法有：

标记清除
标记整理
复制算法
TLAB:Thread Local Allocation Buffer

回收器简介

垃圾回收器的发展过程是随着内存越来越大的过程而演进的。
从分代算法演化到不分代算法。

分代算法的垃圾回收器

Young 年轻代收集器

Serial
单线程垃圾回收器，在回收时会STW（Stop-The-World：其他所有的工作线程都停止，只有垃圾回收线程在工作）
Serial在内存小（几兆到几十兆）的时候STW时间短，但随着内存的增大，STW的时间变长。
ParNew
Parallel Scavenge的增强，区别点是ParNew能和CMS搭配。
Parallel Scavenge
多个GC线程，在回收时依然会STW。
适用于几个G的内存。

Old 老年代收集器

CMS
Concurrent Mark Swap 并发标记清除，承前启后的算法，但有缺点，没有一个JDK版本默认使用CMS。

三色标记 - 错标 - Incremental Update增量更新 - Remark + 写屏障

CMS缺点：Mark&Swap会使空间不连续，当新的对象不能从新生代升级到老年代的时候，它会使用单线程（Serial Old）对老年代进行清理，大内存是不能容忍的。
适用于几十个G的内存。

CMS有两次STW，但都很短暂。
初始标记只标记GC Root，并发标记从GC Root向下搜索。

问题：
- 并发标记为非垃圾，在标记之后工作线程又把它设为垃圾。这就会造成浮动垃圾。
- 并发标记为垃圾，但在标记之后工作线程又重新连接了它。这问题如果不解决会造成非常严重的问题。
并发标记会有一些失误，重新标记会修正这些失误。
Serial Old
老年代的Serial
Parallel Old
老年代的Parallel

常用的组合：

Serial 和 Serial Old，现在已经很少见了。
Parallel Scavenge 和 Parallel Old ， 1.8版本默认的搭配，简称PS+PO或Parallel GC
ParNew 和 CMS

不使用分代算法的垃圾回收器

G1
Garbage First：分区（Region）回收，优先清理垃圾最多的区。逻辑上每个区可以是Old，Survior，Eden，Humongous，物理上不分代，但是逻辑上依然是分代算法。
支持上百个G的内存。

三色标记 + SATB + 写屏障

ZGC
不分代。

Colored Pointer颜色指针着色指针 + 读屏障

支持4个T的内存。
Shenandoah
算法与ZGC类似，与ZGC是竞争关系。
支持4个T的内存。
Epsilon
啥也不干的垃圾回收器，可以用来：
- 确认一个程序根本不需要用GC，可以用Epsilon
- 程序测试，用来观察垃圾产生的过程。

调优

基础概念：

吞吐量：用户代码时间/（用户代码时间 + 垃圾回收时间）
响应时间：STW时间越短，响应时间越好。

对于科学计算、数据挖掘，优先考虑吞吐量。
对于网站、GUI优先考虑响应时间。

什么是调优？

根据需求，对JVM规划和预调优
优化JVM运行环境（卡顿、慢）
解决JVM运行过程中出现的问题（OOM）

命令行参数介绍：
HotSpot参数分类：

标准： - 开头
非标准： -X开头，特定版本的HotSpot支持特定的命令
不稳定： -XX开头，下个版本可能取消

命令行参数大全

java -XX:+PrintFlagsWithComments  # 只有Debug版本能用

待续…

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回收器简介

分代算法的垃圾回收器

Young 年轻代收集器

Old 老年代收集器

常用的组合：

不使用分代算法的垃圾回收器

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