[JVM 相关] Java 新型垃圾回收器(Garbage First,G1)

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回顾传统垃圾回收器

  • HotSpot 垃圾分类分类整理器实现
    • Serial Collector(串型分类分类整理器)

      使用场景,大多数服务器是单核CPU。

      适用分类分类整理场景:1. 新生代分类分类整理(Young Generation Collection)2. 老年代分类分类整理(Old Generation Collection)

    • Parallel Collector(并行分类分类整理器)

      又叫吞吐量分类分类整理器(throughput collector)应用于多核系统。

      适用分类分类整理场景:1. 新生代分类分类整理是并行解决。2. 老年代分类分类整理和Serial Collector一样。

    • Parallel Compacting Collector(并行压缩分类分类整理器)

      The parallel compacting collector was introduced in J2SE 5.0 update 6. The difference between it and the parallel collector is that it uses a new algorithm for old generation garbage collection.

      Note : Eventually, the parallel compacting collector will replace the parallel collector.

      上述文字中斜体文字真不知道们,这名 分类分类整理器和上有二个并行分类分类整理器唯一的不同是在老年代使用了新的算法。

      适用分类分类整理场景:1. 新生代分类分类整理(Young Generation Collector) 和Parallel Collector 相同;2. 老年代分类分类整理(Old Generation Collector)

  • Concurrent Mark-Sweep (CMS) Collector (并发标记清除)

    > Young generation collections 通常无需造成长时间停顿,然而old generation collections却是是造成长时间停顿的,我嘴笨 它不长冒出,很糙是在大的heaps回收被涉及到的事先。为了解决这名 现象,HotSpot JVM 引入了有二个叫做 concurrent mark-sweep(CMS) collector,通常也被称为低延时分类分类整理器low-latency collector.

    > 适用场景: 仅适用于老年代,新生代解决方法和Parallel Collector相同。

    G1目标

    G1 is planned as the long term replacement for the Concurrent Mark-Sweep Collector. 计划将G1作为CMS分类分类整理器的长久替代物。

    它是为了平衡 延时和吞吐量之间的一种生活 最优关系。

    G1实现原理

    基本属性
    和CMS的相同点
  • CMS Replacement(CMS替代物)
  • Server 'Style' Garbage Collector(服务端垃圾分类分类整理器-内存,核数区别)
  • Parallel 并行
  • Concurrent 并发
  • Generational 分代

    和CMS的主要区别
  • Good Throughput 良好的吞吐量
  • Compacting 压缩
  • Improved ease-of-use 提升了易用性(更多的JVM参数可用)
  • Predictable(though not hard real-time) 可预估的,非绝对实时。

    基本概念
  • G1 堆布局

    G1将堆分成若干固定大小的Region/区域(区域大小都可不可不可以了1、2、4、8、16和32M),G1的新生代和老年代也有二个无需连续的区域集合,每有二个区域独立进行内存的分配和回收,区域是内存管理的基本单元,在某有二个时间节点,原困 是空闲的,当内存被请求时,内存管理器将空闲的Region分配到某个分代,有刚刚 撤销应用分配给的空间。

    大多数情况下,GC的操作同一时间只会在有二个区域进行。

  • Region 分布

    超大对象(Humongous Objects)

    下图中跨区域的灰色模块即代表了超大对象,超大对象是指有有哪些空间大小 >=1/2 个区域空间的对象.超大对象有事先会被以下特殊方法解决:
    • 每个超大对象在老年代区域中的连续区域分配。对象分配起事先刚开始在连续区域中的首个成员,原困 连续区域中的最后有二个区域处在剩余空间励志的话 ,这麼该空间将选择选择离开分配的原困 ,直到其关联的超大对象被完正回收
    • 超大对象的回收通常仅在Cleanup停顿中的Marking事先刚开始后、原困 在Full GC时。
    • 超大对象的分配原困 造成垃圾分类分类整理停顿过早地处在(主可是 我原困 空间浪费。)
    • 超大对象绝无需处在移动,即使在这麼Full GC的情况下

  • 回收周期
    • Young-only

      Young-only 阶段的垃圾 分类分类整理 时逐渐地将老年代的对象填充到当前可用的内存。即将能都可不可不可以了提升的新生代对象提升到老年代。

      该阶段事先刚开事先刚开始Young-only的 分类分类整理 动作,也可是 我下图中的暗蓝色小球,每有二个小球全是一次分类分类整理动作,也可是 我提升对象到老年代。Young-only 与Space-reclamation 过渡实际上是事先刚开事先刚开始老年代空间 *占用* 达到某个阈值,即Heap初始化占用阈值。此时,G1将调度Initial Mark的Young-only分类分类整理(暗蓝色大球),而非常规的Young-only(暗蓝色小球)分类分类整理。

      • Initial Mark

        此类分类分类整理事先刚开事先刚开始标记过程,附富含二个常规的Young-only分类分类整理,并发标记决定所有在老年代区域中可达的存活对象否有要遗留到Space-reclamation 阶段。当标记过程未事先刚开始时,常规的Young-only 分类分类整理原困 原困 处在,等到标记完成时,将伴随着有二个特殊的Stop-The-World停顿,RemarkCleanUp.
      • Remark 停顿

        原困 在Initial Mark标记过程中,原困 它是并发执行,有原困 会处在Young-only分类分类整理,造成标记数据有误差,有刚刚 前要重新标记一次,该过程为串行执行,会造成Stop-The-World.

        在Remark 和Cleanup之间,G1将并发地计算出一份对象存活性总结报告,它将在Cleanup停顿阶段更新组织组织结构的数据底部形态

      • Cleanup 停顿

        该停顿同样将完正的回收空闲区域,有刚刚 决定Space-reclamation阶段否有前要继续跟踪,原困 继续跟随励志的话 ,Young-only阶段的完成仅仅做Young-only分类分类整理动作。
    • Space-reclamation

      Space-reclamation(空间回收/复用)阶段是回收老年代空间,一起去解决新生代。

      这名 阶段由多个混合的分类分类整理动作组成,不仅富含新生代区域,一起去也会排除老年代区域的存活对象,当G1发觉依然无法满足空闲的空间请求时,G1会终止本阶段。原困 应用消耗完内存,G1将执行Stop-The-World的全堆压缩(Full GC)。

      如下图所示:



      2种过程是循环往复分类分类整理。

      G1指令细节

      初始空间占用

      Initiating Heap Occupancy Percent(IHOP): Initial Mark 分类分类整理触发的阈值,为老年代空间定义Heap占用的百分比。

      JVM 设置参数:-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent

      默认情况下,根据标记时间以及老年代在标记周期中的内存分配,G1垃圾分类分类整理器将自动抉择理想的IHOP的值。

      JVM 失效参数:-XX:-G1UseAdaptiveIHOP

      修改区域空间大小

      -XX:G1HeapRegionSize

      G1 Vs. 传统垃圾回收器

  • G1 不区分新/老生代,只区分Region
  • G1 分类分类整理分有二个阶段Young-onlySpace-reclamation