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JVM系列笔记GC与调优1

GC基础知识

  • 什么是垃圾

​ 没有任何引用指向的一个对象或多个对象(循环引用)

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  • 如何找到垃圾

    • 引用计数(ReferenceCount),缺点:无法解决循环引用
    • 根可达算法(RootSearching),从根开始查找,找到对象是有用的,找不到的对象为垃圾。

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  • 常见的垃圾回收算法

    1. 标记清除(mark sweep)

    缺点:位置不连续,产生碎片,效率偏低(需要进行两遍扫描)

    适用情况:算法相对简单,适用于存活对象比较多的情况
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    1. 拷贝算法 (copying)

      说明:没有碎片,浪费空间,复制移动对象,需要调整对象引用

      适用情况:适用于存活对象较少的情况 只扫描一次

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    2. 标记压缩(mark compact)

      说明:没有碎片,效率偏低(两遍扫描,指针需要调整)

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  • JVM堆内存分代模型(用于分代垃圾回收算法)

    堆内存分代模型是部分垃圾回收器使用的模型,除Epsilon ZGC Shenandoah 之外的GC都使用逻辑分代模型,但是G1 是逻辑分代 物理不分代,除此之外都是逻辑分代 而且物理分代。

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  • 垃圾回收类型和对象分配过程

    1. 垃圾回收类型

      上一个点解释了堆内存分代模型,这里统一下概念:MinorGC=YGC指的是新生代即Y区的垃圾回收,MajorGC=FGC指的是老年代分配不下或是满了发生的GC,包括新生代和老年代。

    2. 对象如何分配

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​ 对照流程图,分配过程:

	> 1. new对象后优先在栈上分配,栈上分配的对象`pop`后就消失;
	> 2. 是否是大对象(Y区分配不下的对象)?是就分配到O区,O区发生FGC后回收
	> 3. 不是大对象,优先分配TLAB(Thread Local Allocation Buffer线程本地分配缓存)上,分配不下就分配到Eden区 。

  1. 了解栈上分配、TLAB、分配担保机制和升代

  • 常见的垃圾回收器

    常见的垃圾回收器有Serial/SerialOld、ParallelScavenge/ParallelOld、ParNew/CMS、G1、ZGC、Shenandoah、Epsilon。Serial/SerialOld、ParallelScavenge/ParallelOld、ParNew/CMS是分代的垃圾回收器,G1是逻辑上分代物理上不分代,ZGC和Shenandoah是不分代,Epsilon是JDK调试用的垃圾回收器。

    历史:JDK诞生,Serial追随,为了提供效率诞生PS,为配合CMS,诞生PN,CMS是1.4后期引入的,CMS是里程碑式的GC,但是CMS毛病比较多,因此目前没有任何一个JDK版本默认CMS。

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  • Serial

    年轻代 串行回收

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  • SerialOld

    老年代 串行回收

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  • PS(ParallelScavenge)

    年轻代 并行回收

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  • PO(ParallelOld)

    老年代 并行回收

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  • PN(ParNew)

    年轻代 增强版PS配合CMS的并行回收。PN 和 PS区别?PN 响应时间优先;PS吞吐量优先

  • CMS(ConcurrentMarkSweep)

    老年代并发的,垃圾回收和应用程序同时运行,降低STW的时间(200ms);

    CMS问题比较多,所以现在没有一个版本默认是CMS,只能手工指定;

    CMS既然是MarkSweep,就一定会有碎片化的问题,碎片到达一定程度,CMS的老年代分配对象分配不下的时候,使用SerialOld 进行老年代回收,STW无法忍受;

    使用的算法:三色标记+Increamental Update

  • G1

    STW可以达到10ms

    算法:三色标记+SATB

  • ZGC

    STW号称可以达到1ms

    算法:颜色指针ColoredPointers + LoadBarrier

  • Shenandaoh

    算法:ColoredPointers + WriteBarrier

  • 垃圾回收器和内存大小的关系

    Serial 几十兆

    PS 上百兆-几个G

    CMS 20G左右

    G1 上百G

    ZGC 4T-16T(JDK13可以支持)

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