开发者社区> ycy蓝码> 正文

第二章 垃圾收集器与内存分配策略

简介: 一、前言 上一章节主要是Java内存分区与内存溢出的基础讲解,着篇主要讲解一些策略与GC等等,我的知识更新也是按照《深入理解Java虚拟机》来进行的,不足之处多鞭打。
+关注继续查看

一、前言

上一章节主要是Java内存分区与内存溢出的基础讲解,着篇主要讲解一些策略与GC等等,我的知识更新也是按照《深入理解Java虚拟机》来进行的,不足之处多鞭打。
     根据内存模型,虚拟机栈、本地方法、程序计数器都是线程私有的,在创建之初栈深度等已经确定,方法结束的时候就回收。所以主要讨论的是Java堆与方法区(虽然JDK8没有方法了)。

二、垃圾回收与策略

2.1概述

Java堆中注意存储对象,我们关心的结果是对象是否已经“死去”。如下图JVM是通过是否可达Reachability Analysis分析。
提示:标记两次就“死亡”
Java 语言中,GC Root的对象有以下几种:
  • 虚拟机栈中(帧栈中的本地变量表)引用的对象
  • 方法区(1.8堆)中类静态属性引用的对象
  • 方法区(1.8堆)常量引用的对象
  • 方法的native(1.8本地内存)引用的对象
引用对象定义:
  • 强引用Strong Reference,主要存在就不会回收对象。
Object obj=new Object();
  • 软引用Soft Reference,一些有非必需的对象。内存溢之前进行软引用回收。
String value = new String(“sy”);
SoftReference sfRefer = new SoftReference (value );
sfRefer .get();//可以获得引用对象值
  • 弱引用weekReference是非必需对象,比软引用更弱。下一次内存回收,回收掉弱引用。
String value = new String(“sy”);
WeakReference weakRefer = new WeakReference(value );

System.gc();

weakRefer.get();//null
  • 虚引用PhantomReference,设置虚引用就是为了得到一个回收通知。

2.2 垃圾回收算法

    2.2.1 标记法-清除算法

标记需要回收的空间。缺点:是空间不连续,效率也很低下。

             2.2.2 复制算法

将内存分为两块,每次只使用其中一块,清理复制到另一块内存,一般采用这种算法(新生代对象%98“朝生夕死”)。缺点:内存变小
                 内存划分为Eden空间(大80%)、Sruvivor空间2块(小10%)。模式比例8:1;每次新生代为90%。

2.2.3 标记法-清除算法

所有存活对象向一端移动,清理另一端。

2.2.4 Hotspot算法实现

1、记录一下内存偏移量进入OopMap,记录点不能是全部的全局性引用、执行上下文,应该是一些safepoiont ,这个安全点主要是方法调用、循环跳转、异常跳转等。
2、虚拟机采用voluntary suspension 主动式中断,主动轮询到安全点,主动挂起进行枚举Gc root。
3、safe region 安全区域是安全点的扩展,离开安全区域进行枚举Gc Root。

2.3 垃圾收集器

2.3.1 Serial 收集器-串行

-新生代串行回收器

              (1)Serial特点:
			-单线程串行搜集
			-独占式垃圾回收
			-垃圾回收需要stop the world
			-复制算法
			-适合cpu等硬件不是很好的场合
	      (2)参数
		    -XX:+UseSerialGC  指定新生代使用串行搜集器

-老年代串行回收器

	(1)Serial old特点:
				-单线程、独占与新生代一样
				-标记整理算法
				-老年代回收时间比新生代时间更长,应用程序停顿更长
		 (2)设置参数:
				-XX:UseSerialGC 新生代,老年代都使用串行回收器
				-XX:UseParNeGC 新生代使用ParNew,老年代使用串行
				-XX:UseParalleGC 新生代使用ParallelGC回收,老年代使用串行回收


2.3.2 并行收集器



-新生代-ParNew回收器

		(1)特点:
			-串行回收变为多线程
			-使用复制方法
			-GC回收仍然会暂停,但是多线程的效率会提供(多核情况)
		(2)设置参数:
			-XX:UseParNewGc 新生代使用ParNew回收器,老年代使用串行Serial回收器
			-XX:UseConcMarksSweepGc 新生代使用ParNew,老年代使用CMS回收器
			-XX:ParallerGCThread=n 新生代回收使用线程数据量,cpu核数小于8的时候,等于cpu的数量,高于8时候,  3+((5*cpu_count)/8)

-新生代-Paraller Scavenge回收器

			(1)特点:
				-并行回收与ParNew一样,但是更注重吞吐量。
				-使用复制算法
				-支持自适应GC调节
			 (2)设置参数:
				-XX:UseParallerGC 新生代使用ParallerGC,老年代使用串行回收。
				-XX:UseParallerOldGC 新生代使用ParallelGC,老年代使用ParallelOld
				-XX:MaxGCPauseMillis=n  最大停顿时间
				-XX:GCTimeRatio=n (0-100之间)   设置n%的时间来进行垃圾回收
				-XX:UseAdaptiveSizePolicy  自动模式

-老年代ParallelOldGC 回收器

			(1)特点:
				-与新生代ParallelGC回收器一样,关注老年代的吞吐量。
				-使用标记-压缩算法
			(2)设置参数:
				-XX:UseParallelOldGC 新生代回收器,老年代使用ParallelOldGC回收器
				-XX:ParallelGCThreads=n cpu核与新生代一样

-老年代CMS回收器

		(1)特点:
			-“并发”运行回收
			-标记清除算法-有碎片
			-CMS主要关注系统停顿时间
			-用于大多数B/S服务器,默认线程数量(cpu_count+3)/4
		(2)主要步骤:
			-1初始化标记、2并发标记、3、预备清理 4、重新标记 5、并发清理 6、并发重置
                 (3) 设置参数:
			-XX:CMSPrecleaningEnabled 关闭预备清理
			-XX:UseConcMarksSweepGC  老年代使用CMS,新生代使用ParNew
			-XX:ConcGCThreads=n 设置并发线程数
			-XX:ParallelCMSTheads=n 设置并发线程数
			-XX:CMSInsitiaingOccupancyFeaction=n 1.7默认回收比例我老年代92%
			-XX:UseCMSCompactAtFullCollection 开启碎片整理,但是会增加停顿时间
			-XX:CMSFullGCsBeforeCompation=n  用于指定进行多少次CMS回收后, 再进行一次内存压缩 
  			-XX:+CMSParallelRemarkEnabled  在使用UseParNewGC 的情况下, 尽量减少 mark 的时间 
  			-XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly  表示只有达到阀值时才进行CMS回收
			

-G1回收器

		替代CMS的垃圾回收器。

		(1)特点:
			-并行与并发
			-分代收集
			-空间整合
			-预测停顿

2.3 理解GC日志

[GC (System.gc()) [PSYoungGen: 9339K->800K(76288K)] 9339K->808K(251392K), 0.0014161 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
[Full GC (System.gc()) [PSYoungGen: 800K->0K(76288K)] [ParOldGen: 8K->579K(175104K)] 808K->579K(251392K), 
[Metaspace: 3032K->3032K(1056768K)], 0.0049896 secs] [Times: user=0.02 sys=0.00, real=0.01 secs]

  • 1、“[GC” 与 “[Full GC”为这次垃圾回收的停顿类型,如果有Full表示发送了“stop-the-world”
  • 2、[GC (System.gc())为调用了System.gc()
  • 3、接下来表示垃圾收集器“[DefNew”=“Default New Generation”----》用的是serial收集器
  • "[Parnew"="Paraller New Genneration"---》用的是Parnew收集器
  • “[PsYoungGen”==》用的 是Parallel Scavenge 收集器
  • 3.1 紧接着的”9339K->800K(76288L)“=="GC前内存使用容量->GC后内存使用容量(该内存区域总容量)",
  • 4、方括号后面”9339->808K(251392)“=="GC前Java堆使用容量->GC后Java堆使用容量(Java堆总容量)"
  • 5、”0.0014161“==”该区域GC所占用的时间,单位为秒“
  • 6、"[Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]"=="用户消耗的CPU时间,内核消耗的CPU时间,真正从头到尾的时间"

2.4 垃圾回收常用参数

参  数  描  述
 UseSerialGC  虚拟机运行在Client 模式下的默认值,打开此开关后,使用Serial +Serial Old 的收集器组合进行内存回收
 
 UseParNewGC  打开此开关后,使用ParNew + Serial Old 的收集器组合进行内存回收
 UseConcMarkSweepGC  打开此开关后,使用ParNew + CMS + Serial Old 的收集器组合进行内存
回收。Serial Old 收集器将作为CMS 收集器出现Concurrent Mode Failure失败后的后备收集器使用
 UseParallelGC  虚拟机运行在Server 模式下的默认值,打开此开关后,使用Parallel
Scavenge + Serial Old(PS MarkSweep)的收集器组合进行内存回收
 UseParallelOldGC  打开此开关后,使用Parallel Scavenge + Parallel Old 的收集器组合进行内存回收
 SurvivorRatio  新生代中Eden 区域与Survivor 区域的容量比值, 默认为8, 代表
Eden :Survivor=8∶1
 PretenureSizeThreshold  直接晋升到老年代的对象大小,设置这个参数后,大于这个参数的对象
将直接在老年代分配
 MaxTenuringThreshold  晋升到老年代的对象年龄。每个对象在坚持过一次Minor GC 之后,年
龄就加1,当超过这个参数值时就进入老年代
 UseAdaptiveSizePolicy  动态调整Java 堆中各个区域的大小以及进入老年代的年龄
 HandlePromotionFailure  是否允许分配担保失败,即老年代的剩余空间不足以应付新生代的整个
Eden 和Survivor 区的所有对象都存活的极端情况
 ParallelGCThreads  设置并行GC 时进行内存回收的线程数
 GCTimeRatio  GC 时间占总时间的比率,默认值为99,即允许1% 的GC 时间。仅在

2.5内存分配与回收策略

2.5.1 对象优先在Eden 分配

实例代码:
private static  final int _1MB=1024*1024;

    /**
     * -Xms20M -Xmx20M -Xmn10M -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8
     * java堆大小为20M 10M分配给新生代 10M分配老年代
     * 新生代中国eden与suivivor区比例为8:1
     *  -发现新生代已经用了6M+souvivor@2M=8M,
     *  不够分配最后的4M,所以发生一次GC,老年代转移4M空间-40% 可以发现正确性
     */
    public static void testAllocation(){
        byte[] allocation1,allocation2,allocation3,allocation4;
        allocation1=new byte[2*_1MB];
        allocation2=new byte[2*_1MB];
        allocation3=new byte[2*_1MB];
        allocation4=new byte[4*_1MB];//出现一次minor gc 新生代gc
    }

    public static void main(String[] args) {
        testAllocation();
    }

GC信息:
[GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 6359K->818K(9216K)] 6359K->4922K(19456K), 0.0031997 secs] [Times: user=0.01 sys=0.00, real=0.00 secs] 
Heap
 PSYoungGen      total 9216K, used 7284K [0x00000007bf600000, 0x00000007c0000000, 0x00000007c0000000)
  eden space 8192K, 78% used [0x00000007bf600000,0x00000007bfc50508,0x00000007bfe00000)
  from space 1024K, 79% used [0x00000007bfe00000,0x00000007bfeccb90,0x00000007bff00000)
  to   space 1024K, 0% used [0x00000007bff00000,0x00000007bff00000,0x00000007c0000000)
 ParOldGen       total 10240K, used 4104K [0x00000007bec00000, 0x00000007bf600000, 0x00000007bf600000)
  object space 10240K, 40% used [0x00000007bec00000,0x00000007bf002020,0x00000007bf600000)
 Metaspace       used 3023K, capacity 4496K, committed 4864K, reserved 1056768K
  class space    used 329K, capacity 388K, committed 512K, reserved 1048576K

2.5.2 大对象直接进入老年代

实例代码:
package com.ycy.java.gc;

/**
 * @Copyright © 2017 . All rights reserved. Created with IntelliJ IDEA.
 * @project: untitled
 * @Package: com.ycy.java.gc
 * @Description:
 * @autho: ycy
 * @Date: 2017-10-19
 * @Time: 23:13
 */
public class TestGc {
    private static  final int _1MB=1024*1024;

    /**
     * vgs:  -Xms20M -Xmx20M -Xmn10M -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8 -XX:PretenureSizeThreshold=3145700
     * object space 10240K, 60% 直接进入老年代,因为大于设置的3145700
     * Server模式下默认:Serial old+Parallel Scavenger
     * -XX:PretenureSizeThreshold=3145700不认识这个参数,但是一样大对象进入老年区 
     */
    public static  void testPretenureSizeThreshold(){
        byte[] allocation;
        allocation=new byte[6*_1MB];//老年代中
    }

    public static void main(String[] args) {
        //对象优先分配Eden
//        testAllocation();
        //大对象直接进入老年代
        testPretenureSizeThreshold();
    }
}

GC信息:
Heap
 PSYoungGen      total 9216K, used 2450K [0x00000007bf600000, 0x00000007c0000000, 0x00000007c0000000)
  eden space 8192K, 29% used [0x00000007bf600000,0x00000007bf864bb8,0x00000007bfe00000)
  from space 1024K, 0% used [0x00000007bff00000,0x00000007bff00000,0x00000007c0000000)
  to   space 1024K, 0% used [0x00000007bfe00000,0x00000007bfe00000,0x00000007bff00000)
 ParOldGen       total 10240K, used 6144K [0x00000007bec00000, 0x00000007bf600000, 0x00000007bf600000)
  object space 10240K, 60% used [0x00000007bec00000,0x00000007bf200010,0x00000007bf600000)
 Metaspace       used 3022K, capacity 4496K, committed 4864K, reserved 1056768K
  class space    used 329K, capacity 388K, committed 512K, reserved 1048576K

2.5.3 长期存活的对象进入老年代

  如果对象在Eden出生到一次Minor GC新生代GC之后仍然存活,并且在Survivor中容纳,移到Survivor,这个时候年龄1岁,默认阀值为15岁,就会移动到老年代。

示例代码:
    /**
     * -Xms20M -Xmx20M -Xmn10M -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8  -XX:MaxTenuringThreshold=0
     * 修改-XX:MaxTenuringThreshold=15 观察对象存在新生代
     */
    public static  void testTenuringThreshold(){
        byte[] allocation1,allocation2,allocation3,
                allocation4,allocation5,allocation6;
        allocation1=new byte[1*_1MB];
        allocation2=new byte[1*_1MB];
        allocation3=new byte[1*_1MB];
        allocation4=new byte[1*_1MB];
        allocation5=new byte[1*_1MB];
        allocation5=null;
        allocation5=new byte[1*_1MB];
    }

GC结果 :XX:MaxTenuringThreshold=0
from space 1024K, 0% used [0x00000007bfe00000,0x00000007bfe00000,0x00000007bff00000)
GC结果 :XX:MaxTenuringThreshold=15
from space 1024K, 75% 

2.5.4 长期存活的对象进入老年代

相同年龄对象内存之和大于Survivor的一半,年龄大于或者等于该年龄的对象,直接进入老年代。
上面代码蒋年龄限制设置1-15之间,你会发现,对象直接进入老年代。
  object space 10240K, 55% used 

2.5.5 长期存活的对象进入老年代

1.6之后,老年代的连续空间大于新生代的对象的总大小,或者历次晋升的平均大小,进行Minor GC ,否则full GC。意思就是老年代大于新生代或进行一次Minor GC。

三、总结

 主要讲解垃圾回收器的特点和运作原理,验证了一些虚拟机 分配原则。








版权声明:本文内容由阿里云实名注册用户自发贡献,版权归原作者所有,阿里云开发者社区不拥有其著作权,亦不承担相应法律责任。具体规则请查看《阿里云开发者社区用户服务协议》和《阿里云开发者社区知识产权保护指引》。如果您发现本社区中有涉嫌抄袭的内容,填写侵权投诉表单进行举报,一经查实,本社区将立刻删除涉嫌侵权内容。

相关文章
​Kafka分区分配策略
我们知道每个Topic会分配为很多partitions,Producers会将数据分配到每个partitions中,然后消费者Consumers从partitions中获取数据消费,那么Producers是如何将数据分到partitions中?Consumers又怎么知道从哪个partitions中消费数据?
887 0
阿里云ECS云服务器初始化设置教程方法
阿里云ECS云服务器初始化是指将云服务器系统恢复到最初状态的过程,阿里云的服务器初始化是通过更换系统盘来实现的,是免费的,阿里云百科网分享服务器初始化教程: 服务器初始化教程方法 本文的服务器初始化是指将ECS云服务器系统恢复到最初状态,服务器中的数据也会被清空,所以初始化之前一定要先备份好。
13765 0
阿里云服务器如何登录?阿里云服务器的三种登录方法
购买阿里云ECS云服务器后如何登录?场景不同,阿里云优惠总结大概有三种登录方式: 登录到ECS云服务器控制台 在ECS云服务器控制台用户可以更改密码、更换系.
24816 0
阿里云服务器端口号设置
阿里云服务器初级使用者可能面临的问题之一. 使用tomcat或者其他服务器软件设置端口号后,比如 一些不是默认的, mysql的 3306, mssql的1433,有时候打不开网页, 原因是没有在ecs安全组去设置这个端口号. 解决: 点击ecs下网络和安全下的安全组 在弹出的安全组中,如果没有就新建安全组,然后点击配置规则 最后如上图点击添加...或快速创建.   have fun!  将编程看作是一门艺术,而不单单是个技术。
18011 0
Kubernetes 中基于策略的资源分配
IBM中国系统部软件架构师马达 大家好,很高兴能参加这次活动,今天主要会讲到关于策略的资源调度,做自己的产品也好,基本都是由资源调度为强项,我现在主要负责 Kubernetes 这边,主要做 Batch Job Admission and flexible resource allocation。
969 0
阿里云ECS云服务器初始化设置教程方法
阿里云ECS云服务器初始化是指将云服务器系统恢复到最初状态的过程,阿里云的服务器初始化是通过更换系统盘来实现的,是免费的,阿里云百科网分享服务器初始化教程: 服务器初始化教程方法 本文的服务器初始化是指将ECS云服务器系统恢复到最初状态,服务器中的数据也会被清空,所以初始化之前一定要先备份好。
14683 0
JVM笔记7-内存分配与回收策略
1.对象优先在Eden分配   大多数情况下,对象在新生代Eden区中分配。当Eden区中没有足够空间分配时,虚拟机将发起一次Minor GC。虚拟机提供了-XX:PrintGCDetails 这个收集器日志参数,告诉虚拟机在发生垃圾收集行为时打印内存回收日志,并且在进程退出的时候输出当前的内存各区域分配情况。
1517 0
+关注
ycy蓝码
一个人的坚持,是一路的前行
105
文章
0
问答
文章排行榜
最热
最新
相关电子书
更多
OceanBase 入门到实战教程
立即下载
阿里云图数据库GDB,加速开启“图智”未来.ppt
立即下载
实时数仓Hologres技术实战一本通2.0版(下)
立即下载