GC的種類

1.Minor GC

對象從新生代區(qū)域消失的過程，我們稱之為 “minor GC”。

清理整個YouGen(年輕代)的過程，eden、S0\S1的清理都會由于MinorGC Allocation Failure(YoungGen區(qū)內(nèi)存不足），而觸發(fā)minorGC。

2.Major GC

OldGen區(qū)內(nèi)存不足，觸發(fā)Major GC。

3.Full GC

Full GC 是清理整個堆空間—包括年輕代和永久代。

Full GC 觸發(fā)的場景：

1）手動調(diào)用 System.gc()2）promotion failed (年代晉升失敗,比如eden區(qū)的存活對象晉升到S區(qū)放不下，又嘗試直接晉 升到Old區(qū)又放不下，那么Promotion Failed,會觸發(fā)FullGC)

3）CMS的Concurrent-Mode-Failure 由于CMS回收過程中主要分為四步:

• 1.CMS initial mark
• 2.CMS Concurrent mark
• 3.CMS remark
• 4.CMS Concurrent sweep。在2中gc線程與用戶線程同時執(zhí)行，那么用戶線程依舊可 能同時產(chǎn)生垃圾，如果這個垃圾較多無法放入預留的空間就會產(chǎn)生CMS-Mode-Failure， 切換 為SerialOld單線程做mark-sweep-compact。

4）新生代晉升的平均大小大于老年代的剩余空間 （為了避免新生代晉升到老年代失敗） 當使用G1,CMS 時，F(xiàn)ullGC發(fā)生的時候 是 Serial+SerialOld。 當使用ParalOld時，F(xiàn)ullGC發(fā)生的時候是ParallNew +ParallOld.

GC的判定

1.引用計數(shù)法：指的是如果某個地方引用了這個對象就+1，如果失效了就-1，當為 0 就會回收但是 JVM 沒有用這種方式，因為無法判定相互循環(huán)引用（A 引用 B,B 引用 A）的情況。

2.引用鏈法(可達性分析/根搜索)： 通過一種 GC ROOT 的對象（方法區(qū)中靜態(tài)變量引用的對象等-static 變量）來判斷，如果有一條鏈能夠到達 GC ROOT 就說明該對象不能回首，不能到達 GC ROOT 就說明可以回收

GCRoots有哪些

• 類，由系統(tǒng)類加載器加載的類。這些類從不會被卸載，它們可以通過靜態(tài)屬性的方式持有對象的引用。
• 注意，一般情況下由自定義的類加載器加載的類不能成為GC Roots
• 線程，存活的線程
• Java方法棧中的局部變量或者參數(shù)
• JNI方法棧中的局部變量或者參數(shù)
• JNI全局引用
• 用做同步監(jiān)控的對象
• 被JVM持有的對象，這些對象由于特殊的目的不被GC回收。這些對象可能是系統(tǒng)的類加載器，一些重要的異常處理類，一些為處理異常預留的對象，以及一些正在執(zhí)行類加載的自定義的類加載器。但是具體有哪些前面提到的對象依賴于具體的JVM實現(xiàn)。

但是當滿足上述條件時，一個對象比不一定會被回收。

當一個對象不可達 GC Root 時，這個對象并不會立馬被回收，而是出于一個死緩的階段，若要被真正的回收需要經(jīng)歷兩次標記。

• 如果對象在可達性分析中沒有與 GC Root 的引用鏈，那么此時就會被第一次標記并且進行一次篩選，篩選的條件是是否有必要執(zhí)行 finalize()方法。當對象沒有覆蓋 finalize()方法或者已被虛擬機調(diào)用過，那么就認為是沒必要的。
• 如果該對象有必要執(zhí)行 finalize()方法，那么這個對象將會放在一個稱為 F-Queue 的對隊列中，虛擬機會觸發(fā)一個 Finalize()線程去執(zhí)行，此線程是低優(yōu)先級的，并且虛擬機不會承諾一直等待它運行完，這是
• 因為如果 finalize()執(zhí)行緩慢或者發(fā)生了死鎖，那么就會造成 F- Queue 隊列一直等待，造成了內(nèi)存回收系統(tǒng)的崩潰。GC 對處于 F-Queue 中的對象進行。

第二次被標記，這時，該對象將被移除”即將回收”集合，等待回收。

GC垃圾收集器

新生代收集器

1.Serial 垃圾收集器（單線程、復制算法）

串行收集器是最古老，最穩(wěn)定以及效率高的收集器，使用停止復制方法，只使用一個線程去串行回收；垃圾收集的過程中會Stop The World（服務暫停）；參數(shù)控制：使用-XX:+UseSerialGC可以使用Serial+Serial Old模式運行進行內(nèi)存回收（這也是虛擬機在Client模式下運行的默認值） 

缺點：是串行效率較低。

2.ParNew 垃圾收集器（Serial+多線程）

ParNew收集器其實就是Serial收集器的多線程版本，使用停止復制方法。新生代并行，其它工作線程暫停。

參數(shù)控制：使用-XX:+UseParNewGC開關來控制使用ParNew+Serial Old收集器組合收集內(nèi)存；使用-XX:ParallelGCThreads來設置執(zhí)行內(nèi)存回收的線程數(shù)。

3.Parallel Scavenge 收集器（多線程復制算法、高效）JDK1.8 默認采用的新生代收集器。

ParallelScavenge收集器類似ParNew收集器，Parallel收集器更關注CPU吞吐量，即運行用戶代碼的時間/總時間，使用停止復制算法?？梢酝ㄟ^參數(shù)來打開自適應調(diào)節(jié)策略，虛擬機會根據(jù)當前系統(tǒng)的運行情況收集性能監(jiān)控信息，動態(tài)調(diào)整這些參數(shù)以提供最合適的停頓時間或最大的吞吐量；也可以通過參數(shù)控制GC的時間不大于多少毫秒或者比例。

參數(shù)控制：使用-XX:+UseParallelGC開關控制使用Parallel Scavenge+Serial Old收集器組合回收垃圾（這也是在Server模式下的默認值）；使用-XX:GCTimeRatio來設置用戶執(zhí)行時間占總時間的比例，默認99，即1%的時間用來進行垃圾回收。使用-XX:MaxGCPauseMillis設置GC的最大停頓時間（這個參數(shù)只對Parallel Scavenge有效），用開關參數(shù)-XX:+UseAdaptiveSizePolicy可以進行動態(tài)控制，如自動調(diào)整Eden/Survivor比例，老年代對象年齡，新生代大小等，這個參數(shù)在ParNew下沒有。

老年代收集器

1.Serial Old收集器（單線程標記整理算法 ）

老年代收集器，單線程收集器，串行，使用"標記-整理"算法（整理的方法是Sweep（清理）和Compact（壓縮），主要是運行在 Client 默認的 java 虛擬機默認的年老代垃圾收集器。

2.Parallel Scavenge 收集器

多線程機制與Parallel Scavenge差不錯，使用標記整理（與Serial Old不同，這里的整理是Summary（匯總）和Compact（壓縮），匯總的意思就是將幸存的對象復制到預先準備好的區(qū)域，而不是像Sweep（清理）那樣清理廢棄的對象）算法，在Parallel Old執(zhí)行時，仍然需要暫停其它線程。Parallel Old在多核計算中很有用。這個收集器是在JDK 1.6中，與Parallel Scavenge配合有很好的效果。

參數(shù)控制： 使用-XX:+UseParallelOldGC開關控制使用Parallel Scavenge +Parallel Old組合收集 器進行收集。

3.CMS 收集器（多線程標記清除算法）

Concurrent mark sweep(CMS)收集器是一種年老代垃圾收集器，其最主要目標是獲取最短垃圾回收停頓時間，和其他年老代使用標記-整理算法不同，它使用多線程的標記-清除算法。

整個過程分為6個步驟，其中初始標記、重新標記這兩個步驟仍然需要“Stop The World”

• 初始標記
• 只是標記一下 GC Roots 能直接關聯(lián)的對象，速度很快，仍然需要暫停所有的工作線程。
• 并發(fā)標記
• 進行 GC Roots 跟蹤的過程，和用戶線程一起工作，不需要暫停工作線程。
• 重新標記
• 為了修正在并發(fā)標記期間，因用戶程序繼續(xù)運行而導致標記產(chǎn)生變動的那一部分對象的標記記錄，仍然
• 需要暫停所有的工作線程。
• 并發(fā)清除
• 清除 GC Roots 不可達對象，和用戶線程一起工作，不需要暫停工作線程。由于耗時最長的并發(fā)標記和并發(fā)清除過程中，垃圾收集線程可以和用戶現(xiàn)在一起并發(fā)工作，所以總體上來看CMS 收集器的內(nèi)存回收和用戶線程是一起并發(fā)地執(zhí)行。

優(yōu)點：并發(fā)收集、低停頓

缺點：產(chǎn)生大量空間碎片、并發(fā)階段會降低吞吐量

4.G1收集器

Garbage first 垃圾收集器是目前垃圾收集器理論發(fā)展的最前沿成果，相比與 CMS 收集器，G1 收集器兩個最突出的改進是：

• 基于標記-整理算法，不產(chǎn)生內(nèi)存碎片。
• 可以非常精確控制停頓時間，在不犧牲吞吐量前提下，實現(xiàn)低停頓垃圾回收。

G1特點：

• G1通過將內(nèi)存空間分成區(qū)域（Region）的方式避免內(nèi)存碎片問題
• Eden, Survivor, Old區(qū)不再固定、在內(nèi)存使用效率上來說更靈活
• G1可以通過設置預期停頓時間（Pause Time）來控制垃圾收集時間避免應用雪崩現(xiàn)象
• G1在回收內(nèi)存后會馬上同時做合并空閑內(nèi)存的工作、而CMS默認是在STW（stop the world）的時候做
• G1會在Young GC中使用、而CMS只能在O區(qū)使用

G1 收集器避免全區(qū)域垃圾收集，它把堆內(nèi)存劃分為大小固定的幾個獨立區(qū)域，并且跟蹤這些區(qū)域的垃圾收集進度，同時在后臺維護一個優(yōu)先級列表，每次根據(jù)所允許的收集時間，優(yōu)先回收垃圾最多的區(qū)域。區(qū)域劃分和優(yōu)先級區(qū)域回收機制，確保 G1 收集器可以在有限時間獲得最高的垃圾收集效率。

GC垃圾收集器的選擇

JVM給了三種選擇：串行收集器、并行收集器、并發(fā)收集器。

但是串行收集器只適用于小數(shù)據(jù)量的情況，所以這里的選擇主要針對并行收集器和并發(fā)收集器。

吞吐量優(yōu)先的并行收集器

如上文所述，并行收集器主要以到達一定的吞吐量為目標，適用于科學技術和后臺處理等。Parallel Scavenge + ParallelOld

響應時間優(yōu)先的并發(fā)收集器

如上文所述，并發(fā)收集器主要是保證系統(tǒng)的響應時間，減少垃圾收集時的停頓時間。適用于應用服務器、電信領域ParNew + CMS

GC垃圾收集算法

標記-清除算法 (Mark Sweep)

算法分為2個階段：

• 1.標記處需要回收的對象
• 2.回收被標記的對象。

標記算法分為兩種:

1.引用計數(shù)算法(Reference Counting)

2.可達性分析算法(Reachability Analysis)。由于引用技術算法無法解決循環(huán)引用的問題，所以這里使用的標記算法均為可達性分析算法。 

缺點：產(chǎn)生了大量的非連續(xù)內(nèi)存，內(nèi)存碎片化嚴重，后續(xù)可能發(fā)生大對象不能找到可利用空間的問題。

復制算法 (Copying)

為了解決效率與內(nèi)存碎片問題，復制(Copying)算法出現(xiàn)了，它將內(nèi)存劃分為兩塊相等的大小，每次使用一塊，當這一塊用完了，就講還存活的對象復制到另外一塊內(nèi)存區(qū)域中，然后將當前內(nèi)存空間一次性清理掉。這樣的對整個半?yún)^(qū)進行回收，分配時按照順序從內(nèi)存頂端依次分配，這種實現(xiàn)簡單，運行高效。

不過這種算法將原有的內(nèi)存空間減少為實際的一半，代價比較高。 

缺點：可用內(nèi)存變?yōu)樵瓉淼囊话?，長期存活的對象復制頻率高

標記-整理算法(Mark-Compact)

標記階段和 Mark-Sweep 算法相同，標記后不是清理對象，而是將存活對象移向內(nèi)存的一端。然后清除端邊界外的對象

總結

以上為個人經(jīng)驗，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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