JVM六种常见的垃圾回收器-重点含CMS过程详解

news2024/11/15 21:41:34

一、jdk 1.8 及其之前的分代模型:

堆内存结构必须熟悉：（垃圾回收，性能调优常用）

过程简单分析：

①年轻代和老年代在堆内存中的占比默认 1 ：2
②年轻代又分为两个区，伊甸园区(Eden)和幸存区(S0和S1)，分别占8:1:1
③新对象会先放到伊甸园区，当伊甸园区被对象占满时，会有执行引擎开启一个GC垃圾收集线程（利用根可达性分析算法判断是否是非垃圾对象），没有被引用的对象就是需要被回收的，然后非垃圾对象就会被移动到幸存区S0，并且寿命+1（说明经历了一次垃圾回收）。
继续重复刚刚，新对象又会放到伊甸园区，当伊甸园区再次被对象占满时，又会有执行引擎开启一个GC垃圾收集线程，将非垃圾对象移动到S1,同时年龄+1，S0中的对象，如果是垃圾对象会直接被回收，若不是垃圾对象，会被放到S1，寿命再+1，（移动用到的是标记复制算法）。
④当寿命到达15时，(经历了15次Minor GC)，就将该对象移动到老年代中去。
⑤当老年代也被堆满时，就会产生老年代 GC，即Full GC。（老年代满了清理时，大部分垃圾回收器用到的是标记整理算法）。

二、常见的垃圾回收器:

（左边分代模型，用于jdk1.8及之前；右边的分区模型，1.9及之后）

(1)串行垃圾回收器(Serial + SerialOld):
单线程的工作方式(会暂停所有用户线程)

(2)并行的垃圾回收器[高吞吐量](Parallel Scavenge + Paraller Old) 并行的垃圾回收器[PS+PO---jdk 8默认的垃圾回收器]

综上四种垃圾回收器 Serial SerialOld PS PO都会导致一个现象: 用户线程的阻塞!
用户线程暂停 <==> STW
比如：垃圾收集的时候,用户在访问的时候会直接卡主...没有线程来给用户来用.

☆☆☆(3)并发的垃圾回收器[高响应速度] ParNew(新生代) + CMS(老年代) ☆☆☆

CMS:Concurrent Mark Sweep并发标记清除
ParNew是在Parallel Scavenge基础上做的改良,配合CMS使用,但大致没什么变化!

别的老年代的Serial Old和PO都采取"标记整理",但是CMS采取"标记清除"!!

(1) 初始标记:
       找到所有GC Root根对象,短暂STW.简单标记一下
(2) 并发标记:
       - 根据GC Roots的直接关联对象开始进行对象图的遍历.且该阶段不会暂停用户线程,允许gc线程和用户线程并发执行
       - 通过写屏障技术记录下发生错标问题的黑色对象..并放入队列中
(3) 重新标记:
       会通过"增量更新"的解决方案解决上一阶段产生的错标问题.
(4) 并发清理:
       清理掉确定会被回收的垃圾

浮动垃圾:

   在gc线程与用户线程并发进行的阶段,gc线程在"并发标记"阶段,在搜集垃圾,但是在此时阶段用户线程的操作导致的原先通过"初始标记"的"非垃圾对象"变为"垃圾对象",而此时gc收集

    器无法检测到,则该垃圾对象被称为"浮动垃圾".

错标:

   在"初始标记"的垃圾对象,在"并发标记"阶段因为用户线程的影响变为了非垃圾对象.
   此时称为错标!

注意:
   (1)浮动垃圾无所谓,在下次垃圾回收的时候会把该垃圾回收.不会有什么特别的影响.
   但是"错标"的线程,会导致要使用的对象被回收了.就会造成影响.
所以接下来的"重新标记"阶段就是解决"错标"的问题!!!
   (2)"初始标记"和"重新标记"都会产生极其短暂的STW.但可忽略不计!
   (3)当CMS并发处理失败的时候,会立马切换Serial Old来清理!（替补！！）
   (4) CMS解决错标问题采用了"增量更新"的方式.对于那些黑色增加对白色的引用,会通过写屏障的
       技术记录下来,再重新标记阶段进行以黑色为根重新扫描一遍,来解决错标的问题!

CMS缺点，不好的地方:
   (1)内存碎片
   (2)浮动垃圾
   (3)如果CMS运行期间预留的空间不足以让用户线程分配一个对象,则并发失败.
   并发失败时会先冻结用户线程,然后启动Serial Old来收集老年代.

总结:
   (1)CMS解决了什么样的问题??
       - 解决了STW时间过长的问题,使垃圾回收时用户的等待时间变短

   (2)jdk 1.8之前都是分代垃圾回收,所以就是这么分代垃圾回收器.
   jdk 1.8之后都是分区垃圾回收.所以G1 ZGC等就没有老年代新生代这种概念了!