Java GC小结

2019-03-03 / Programing / Java
  1. 1. JVM Generations
  2. 2. Garbage Collectors
  3. 3. GC过程
    1. 3.1. CMS
HotSpot JVM architecture

1. JVM Generations

Hotspot Heap Structure

Java的堆被划分成不同的区域:

  • young generation:存放新创建的对象,当这个区域占满的时候,会触发minor GC,这时候存活的对象会被标记年龄,最终会移动到old generation。
  • old generation:存放存活的比较久的对象。当yound generation存活的对象年龄到达设置的阈值后,就会被移动到这里来。当这个区域满了的时候,会触发major GC。
  • permanent generation:存放一些JVM运行所需的元数据,例如类的信息等。full GC的时候也包括对这个区域的GC。 其中,minor GC和major GC都是Stop the World的,即当GC触发的时候,所有的程序线程都会停止等待GC完成。通常minor GC会比major GC快很多,因为major GC会遍历所有的存活对象。

其中,yound generation 又被划分成Eden space, Survivor Space1, Survivor Space2,其中Eden Space占了绝大部分的空间。当Eden space满的时候,GC 会将存活对象移动到其中一个Survivor Space中,两个Survivor Space是为了避免内存碎片,每次将存活的对象(Eden Space以及上一个Survivor Space)移动到另一个Survivor Space中。

Mnior GC

通过Java VisualVM和VisualGC插件可以很直观的看到GC的过程: Visual GC

java -Xmx50m \
-XX:-PrintGC \
-XX:+PrintHeapAtGC \
-XX:MaxTenuringThreshold=10 \
-XX:+UseConcMarkSweepGC \
-XX:+UseParNewGC TestGC

2. Garbage Collectors

Argument Description
-Xms Sets the initial heap size for when the JVM starts.
-Xmx Sets the maximum heap size.
-Xmn Sets the size of the Young Generation.
-XX:PermSize Sets the starting size of the Permanent Generation.
-XX:MaxPermSize Sets the maximum size of the Permanent Generation
  • Serial GC:使用mark-compact算法进行GC,单线程的进行GC,适合单核CPU和在客户端允许的Java程序。
  • Parallel GC(throughput collector):多线程进行GC
  • Concurrent Mark Sweep (CMS) Collector: 在程序运行的时候并发的进行GC,以最大限度减少停止时间
  • G1(Garbage-First) Garbage Collector: CMS的替代品

其中存在并行(Parallel)和并发(Concurrent)的区别,并行是指垃圾收集器多个线程同时工作,但此时用户线程依然是停止等待的;而并发是指在用户线程工作的同时,垃圾收集器同时执行。

Java collectors
Garbage Collector Type Algorithm MultiThread
Serial stop-the-world copying No
ParNew stop-the-world copying Yes
Parallel Scavenge stop-the-world copying Yes
Serial Old stop-the-world mark-sweep-compact No
CMS low-pause concurrent-mark-sweep Yes
Parallel Old stop-the-world mark-sweep-compact Yes
G1 compacting Yes
Arguments Result
-XX:+UseSerialGC Serial + Serial Old
-XX:+UseParNewGC ParNew + Serial Old
-XX:+UseConcMarkSweepGC ParNew + CMS + Serial Old1
-XX:+UseParallelGC Parallel Scavenge + Serial Old
-XX:+UseParallelOldGC Parallel Scavenge + Parallel Old
–XX:+UseG1GC G1

3. GC过程

3.1. CMS

CMS 收集器的步骤:

Phase Description
Initial Mark (Stop-Word) 标记老年代中的对象是否可达(reachable),包括可以从新生代中到达的
Concurrent Marking
Remark (Stop-Word)
Concurrent Sweep
Resetting

G1将Heap划分成一些相同大小的区块,但是没有限制不同代的大小。

G1 Heap Allocation

References:


  1. "CMS" is used most of the time to collect the tenured generation. "Serial Old" is used when a concurrent mode failure occurs.↩︎