java gc种类_Java GC系列（3）：垃圾回收器种类

比眉伴天荒 2022-11-03 11:08 273阅读 0赞

在这篇教程中我们将学习几种现有的垃圾回收器。在Java中，垃圾回收是一个自动的进程可以替代程序员进行内存的分配与回收这些复杂的工作。这篇是垃圾回 收教程系列的第三篇，在前面的第2部分我们看到了在Java中垃圾回收是如何工作的，那是篇有意思的文章，我推荐你去看一下。第一部分介绍了Java的垃 圾回收，主要有JVM体系结构，堆内存模型和一些Java术语。

Java有四种类型的垃圾回收器：

串行垃圾回收器(Serial Garbage Collector)

并行垃圾回收器(Parallel Garbage Collector)

并发标记扫描垃圾回收器(CMS Garbage Collector)

G1垃圾回收器(G1 Garbage Collector)

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每种类型都有自己的优势与劣势。重要的是，我们编程的时候可以通过JVM选择垃圾回收器类型。我们通过向JVM传递参数进行选择。每种类型在很大程度上有 所不同并且可以为我们提供完全不同的应用程序性能。理解每种类型的垃圾回收器并且根据应用程序选择进行正确的选择是非常重要的。

1、串行垃圾回收器

串行垃圾回收器通过持有应用程序所有的线程进行工作。它为单线程环境设计，只使用一个单独的线程进行垃圾回收，通过冻结所有应用程序线程进行工作，所以可能不适合服务器环境。它最适合的是简单的命令行程序。

通过JVM参数-XX:+UseSerialGC可以使用串行垃圾回收器。

2、并行垃圾回收器

并行垃圾回收器也叫做 throughput collector 。它是JVM的默认垃圾回收器。与串行垃圾回收器不同，它使用多线程进行垃圾回收。相似的是，它也会冻结所有的应用程序线程当执行垃圾回收的时候

3、并发标记扫描垃圾回收器

并发标记垃圾回收使用多线程扫描堆内存，标记需要清理的实例并且清理被标记过的实例。并发标记垃圾回收器只会在下面两种情况持有应用程序所有线程。

当标记的引用对象在tenured区域；

在进行垃圾回收的时候，堆内存的数据被并发的改变。

相比并行垃圾回收器，并发标记扫描垃圾回收器使用更多的CPU来确保程序的吞吐量。如果我们可以为了更好的程序性能分配更多的CPU，那么并发标记上扫描垃圾回收器是更好的选择相比并发垃圾回收器。

通过JVM参数 XX:+USeParNewGC 打开并发标记扫描垃圾回收器。

4、G1垃圾回收器

G1垃圾回收器适用于堆内存很大的情况，他将堆内存分割成不同的区域，并且并发的对其进行垃圾回收。G1也可以在回收内存之后对剩余的堆内存空间进行压缩。并发扫描标记垃圾回收器在STW情况下压缩内存。G1垃圾回收会优先选择第一块垃圾最多的区域

通过JVM参数 –XX:+UseG1GC 使用G1垃圾回收器

Java 8 的新特性

在使用G1垃圾回收器的时候，通过 JVM参数 -XX:+UseStringDeduplication 。 我们可以通过删除重复的字符串，只保留一个char\[\]来优化堆内存。这个选择在Java 8 u 20被引入。

我们给出了全部的四种Java垃圾回收器，需要根据应用场景，硬件性能和吞吐量需求来决定使用哪一种。

垃圾回收的JVM配置

下面的JVM关键配置都与Java垃圾回收有关。

运行的垃圾回收器类型

配置描述

\-XX:+UseSerialGC

串行垃圾回收器

\-XX:+UseParallelGC

并行垃圾回收器

\-XX:+UseConcMarkSweepGC

并发标记扫描垃圾回收器

\-XX:ParallelCMSThreads=

并发标记扫描垃圾回收器 =为使用的线程数量

\-XX:+UseG1GC

G1垃圾回收器

GC的优化配置

配置描述

\-Xms

初始化堆内存大小

\-Xmx

堆内存最大值

\-Xmn

新生代大小

\-XX:PermSize

初始化永久代大小

\-XX:MaxPermSize

永久代最大容量

使用JVM GC参数的例子

在Java垃圾回收教程的下一部分，我们将会用一个Java程序演示如何监视和分析垃圾回收。

在这个Java GC系列教程中，让我们学习用于垃圾回收监视和分析的工具。然后，选用一种工具来监视一个Java示例程序的垃圾回收过程。如果你是一名初学者，你最好仔细阅读该系列教程。你可以从这里(垃圾回收介绍)开始。

Java GC监视和分析工具

下面是一些可用的工具，每个都有自己的优势和缺点。我们可以通过选择正确的工具并分析，来提升应用程序的性能。这篇教程中，我们选用Java VisualVM。

Java VisualVM

Naarad

GCViewer

IBM Pattern Modeling and Analysis Tool for Java Garbage Collector

HPjmeter

IBM Monitoring and Diagnostic Tools for Java-Garbage Collection and Memory

Visualizer

Verbose GC Analyzer

Java VisualVM

Java VisualVM使用是免费的，其需要安装Java SE SDK。看一下Java JDK的bin文件夹中(路径：\\Java\\jdk1.8.0\\bin)，这里面有很多javac和java工具，jvisualvm就是其中之一。

Java VisualVM能够被用于：

生成并分析堆的内存转储；

在MBeans上观察并操作；

监视垃圾回收；

内存和CPU性能分析；

1、启动VisualVM

jvisualvm位于JDK bin文件夹下，直接点击就可以。

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2、安装可视化GC插件

我们需要安装可视化GC插件，以便在Java GC过程中有良好的视觉感受。

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3、监视GC

现在，是时候监视垃圾回收进程了，开启你的Java程序，它将自动被检测到并显示到Java VisualVM界面，左侧“Application”(应用程序)窗口下，“Local”(本地节点)下，所有本地运行的Java程序都会被列出。

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Java VisualVM是一个Java应用程序，因此它也会被列在其中，教程的意图在于使用VisualVM来监视它自己的GC进程。

双击“Local”(本地)下的VisualVM图标。

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现在，程序监控窗口在右侧打开，这有许多不同关于应用程序性能的相关监视指数的tab页，目前为止，我们最感兴趣的是“Visual GC”，点击它。

上面图片显示在Old、Eden、S0和S1上空间利用情况，下图显示了每部分空间的分配和释放情况。它按照指定的刷新率保持持续刷新。

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上面图片所展示的是正常运行程序的情况，当出现内存泄露或者反常的行为时，它会在图表中明确的显示出来。最少我们能理解他是与对象内存分配和垃圾回收相关的事情。随后，通过其他tab页(像“Threads”)和Thread Dump的帮助，我们能够减少这个问题。

在“Monitor”tab页中，我们能够监控并定时展示所有堆内存使用情况图。通过“Perform GC”按钮可以启动垃圾回收进程。

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在“Sampler”tab页中，我们能够启动内存和CPU性能分析，它将显示详细每个实例使用的实时报告，它将帮助我们明确性能问题。

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这篇教程是我们四篇Java垃圾回收系列教程的最后一篇。

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