文章目录
- 一、 分代收集算法
- 二、 垃圾回收器 / 收集器 ( GC )
- 三、 串行收集器 ( Serial )
- 四、 ParNew 收集器
- 五、 Parallel Scavenge 收集器
- 六、 CMS ( Concurrent Mark Sweep ) 并发标记清除收集器 ( 重点 )
一、 分代收集算法
1. 分代收集算法 : 每个对象的生命周期是不同的 , 某些对象如 Application 整个应用声明周期都存活 , 某些方法的局部变量对象 , 方法结束后 , 该局部对象就可以被回收了 , 不同声明周期的对象使用不同的垃圾回收算法 ;
2. Java 虚拟机的堆内存分区 :
- 年轻代 ( Yong Generation )
- 老年代 ( Old Generation )
- 持久代 ( Permanent Generation )
3. 年轻代内存区域 :
① 年轻代内存分为三块 :
- Eden 区域
- From 区域
- To 区域
② 内存运行机制 : 新创建的对象 , 放在年轻代内存块中 , 开始时放在 Eden 区域 , 当 Eden 区域存满后 , 会将存活的对象转移到 From 区域 和 To 区域 ;
4. 老年代内存区域 :
① 对象晋升 : 对象每经过一次 GC 垃圾回收 , 其年龄就会加 1 1 1 ; 当年龄到达虚拟机设置的阈值之后 , 就会被放入老年代内存块中 ;
② 存放对象 : 老年代存放由年轻代晋升上来的对象 , 这是活得时间比较长的对象 ;
5. 持久代内存区域 : 主要存放类加载器 ( ClassLoader ) 加载的 Class , 常量池 , 等对象 ;
二、 垃圾回收器 / 收集器 ( GC )
1. GC 垃圾回收器 . 收集器 : 在 GC 中实现垃圾回收算法
- 年轻代内存区域的垃圾回收器 : Minor GC
- 老年代内存区域的垃圾回收器 : Major GC
- 整个内存区域的垃圾回收器 : Full GC
注意持久代内存区域的内存不回收 ;
年轻代内存区域与老年代内存区域的垃圾回收机制不同 ;
2. 年轻代又叫新生代 , 新生代内存区域的的垃圾回收器 :
- Serial
- ParNew
- Parallel Scavenge
3. 老年代内存区域的垃圾回收器 :
- CMS
- Serial Old ( MSC )
- Parallel Old
三、 串行收集器 ( Serial )
串行收集器 ( Serial ) : 新生代内存回收使用该回收机制 ;
① 运行内存区域 : Serial 串行垃圾回收器 在 年轻代 内存区域中收集要回收的内存 ;
② 垃圾回收算法 : 复制算法 ;
③ 运行机制 : 垃圾回收线程运行时 , 暂停用户线程 ;
④ 最基本 GC : Serial 串行垃圾回收器 , 这是最基本的垃圾回收器 , 老版本的 Java 虚拟机使用的就是这种垃圾回收器 ;
⑤ 特点 : 其工作时 , 是单线程 , 串行的 ;
⑥ 单线程执行 : 该垃圾回收器 , 需要暂停所有线程 , 使用单个线程处理回收多个线程的内存回收工作 ;
⑦ 暂停线程 : 执行垃圾回收时 , 必须暂停工作线程 , 直到垃圾收集结束后 , 才能绘制执行 ;
⑧ 安全点 : 停止工作线程的位置是 安全点 , 需要保存该位置的程序执行信息 ;
⑨ 优势 : 不需要处理多线程交互问题 ;
年轻代 , 复制算法 , 单线程 GC , 暂停用户线程
四、 ParNew 收集器
ParNew 收集器 :
① 运行区域 : ParNew 垃圾回收器 在 年轻代 内存区域中收集要回收的内存 ;
② 垃圾回收算法 : 复制算法 ;
③ 运行机制 : 垃圾回收线程运行时 , 暂停用户线程 ;
④ 多线程执行 : 该垃圾回收器 多线程运行 , 消耗时间要比 Serial 串行垃圾回收器要短 ;
⑤ 与 Serial 垃圾回收器对比 : 该 GC 是并行的 , 是 Serial 垃圾回收器的多线程版本 ;
年轻代 , 复制算法 , 多线程 GC , 暂停用户线程
五、 Parallel Scavenge 收集器
Parallel Scavenge 收集器 :
① 运行区域 : Parallel 垃圾回收器在 年轻代 内存区域中收集要回收的内存 ;
② 垃圾回收算法 : 复制算法 ;
③ 关注吞吐量 : Parallel 垃圾回收器 与 ParNew 垃圾回收器 区别是 , Parallel 垃圾回收器更关注吞吐量 ;
④ 吞吐量概念 : 吞吐量是 CPU 运行正常代码时间与总的消耗时间之间的比值 , CPU 运行的总时间是 程序运行时间 与 GC 垃圾收集的时间之和 ;
⑤ 吞吐量示例 : CPU 总共运行 100 秒 , 程序运行 95 秒 , 垃圾回收器运行 5 秒 , 那么吞吐量就是 95 100 = 0.95 \dfrac{95}{100} = 0.95 10095=0.95 ;
年轻代 , 复制算法 , 多线程 GC , 暂停用户线程 ( 关注吞吐量 )
六、 CMS ( Concurrent Mark Sweep ) 并发标记清除收集器 ( 重点 )
1. CMS 垃圾回收器 : 全称 Concurrent Mark Sweep , 并发标记清除收集器 ;
① 运行区域 : CMS 垃圾回收器在 老年代 内存区域中收集要回收的内存 ;
② 垃圾回收算法 : 标记-清除算法 , 会产生很多内存碎片 ;
2. 短暂停顿 : 在 GC 线程运行时 , 用户线程仅做最短的停顿 , 在停顿过程中主要用于标记内存 ;
由于其停顿时间是各个 GC 算法中最短 , 该并发标记清除收集器又叫 并发低延迟收集器 ;
3. CMS 收集器工作流程 ( 重点 ) : 要标记 3 3 3 次后 , 才可以执行清除操作 , 共 4 4 4 步骤 ;
① 初始标记 : 标记与 GC Roots 有引用链的对象 ; 该操作速度快 , 该步骤需要暂停用户线程 ;
② 并发标记 : GC Roots 追踪 , 从初始标记结果集合中标记出存活对象 , 不能保证所有的存活对象都被标记 ; 该步骤与应用程序并发执行 ;
③ 重新标记 : 上一步并发标记 GC 线程与用户程序并发期间的标记有部分变化 , 修正这部分标记信息 , 之后暂停用户线程 , 开始标记 ; 该暂停操作要比初始标记步骤暂停时间长 ;
④ 并发清除 : 回收所有 GC Roots 不可达对象 ;
上述四个步骤中 , 并发标记 , 并发清除 , 用时最长 , 但这两个与用户线程并发执行 , 因此可以看做该 CMS 垃圾收集器与用户线程是并发执行的 ;
4. CMS 收集器缺点 :
① CPU 性能消耗 : 多开线程 , 意味着 CPU 性能消耗多 ;
② 内存碎片 : 使用 标记-清除算法 , 会造成很多内存碎片 , 严重的话导致 OOM ;
③ 浮动垃圾 : 由于 GC 线程 与用户线程并发 造成的 , 在 GC 运行过程中产生的用户线程垃圾 , 需要等待下一次 GC 清理 , 这些垃圾就是浮动垃圾 ;
5 . Android 垃圾收集器 :
Android 中使用的是 CMS 垃圾回收器 , 会产生内存碎片 ;
Android 中内存抖动产生 OOM , 就是因为使用的是 CMS 垃圾回收器 ( 收集器 ) ;
Android 之所以采用标记-清除算法进行垃圾回收 , 是因为这种算法效率很高 , 性能对于嵌入式小型设备来说 , 非常重要 ; 大型服务器可以采用一些复杂的垃圾回收算法 , 如标记-压缩算法 , 该算法开销要高于标记-清除算法 ;
老年代 , 标记-清除算法 , 多线程 GC , 与用户线程并发 / 暂停
