首页 > 编程学习 > Java -- 每日一问:Java常见的垃圾收集器有哪些?

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典型回答

实际上,垃圾收集器(GC,Garbage Collector)是和具体 JVM 实现紧密相关的,不同厂商(IBM、Oracle),不同版本的 JVM,提供的选择也不同。接下来,我来谈谈最主流的 Oracle JDK。

  • Serial GC,它是最古老的垃圾收集器,“Serial”体现在其收集工作是单线程的,并且在进行垃圾收集过程中,会进入臭名昭著的“Stop-The-World”状态。当然,其单线程设计也意味着精简的 GC 实现,无需维护复杂的数据结构,初始化也简单,所以一直是 Client 模式下 JVM 的默认选项。
    从年代的角度,通常将其老年代实现单独称作 Serial Old,它采用了标记 - 整理(Mark-Compact)算法,区别于新生代的复制算法。Serial GC 的对应 JVM 参数是:
-XX:+UseSerialGC
  • ParNew GC,很明显是个新生代 GC 实现,它实际是 Serial GC 的多线程版本,最常见的应用场景是配合老年代的 CMS GC 工作,下面是对应参数
-XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseParNewGC
  • CMS(Concurrent Mark Sweep) GC,基于标记 - 清除(Mark-Sweep)算法,设计目标是尽量减少停顿时间,这一点对于 Web 等反应时间敏感的应用非常重要,一直到今天,仍然有很多系统使用 CMS GC。但是,CMS 采用的标记 - 清除算法,存在着内存碎片化问题,所以难以避免在长时间运行等情况下发生 full GC,导致恶劣的停顿。另外,既然强调了并发(Concurrent),CMS 会占用更多 CPU 资源,并和用户线程争抢。

  • Parallel GC,在早期 JDK 8 等版本中,它是 server 模式 JVM 的默认 GC 选择,也被称作是吞吐量优先的 GC。它的算法和 Serial GC 比较相似,尽管实现要复杂的多,其特点是新生代和老年代 GC 都是并行进行的,在常见的服务器环境中更加高效。开启选项是:

-XX:+UseParallelGC

另外,Parallel GC 引入了开发者友好的配置项,我们可以直接设置暂停时间或吞吐量等目标,JVM 会自动进行适应性调整,例如下面参数:

-XX:MaxGCPauseMillis=value
-XX:GCTimeRatio=N // GC时间和用户时间比例 = 1 / (N+1)

G1 GC 这是一种兼顾吞吐量和停顿时间的 GC 实现,是 Oracle JDK 9 以后的默认 GC 选项。G1 可以直观的设定停顿时间的目标,相比于 CMS GC,G1 未必能做到 CMS 在最好情况下的延时停顿,但是最差情况要好很多。
G1 GC 仍然存在着年代的概念,但是其内存结构并不是简单的条带式划分,而是类似棋盘的一个个 region。Region 之间是复制算法,但整体上实际可看作是标记 - 整理(Mark-Compact)算法,可以有效地避免内存碎片,尤其是当 Java 堆非常大的时候,G1 的优势更加明显。
G1 吞吐量和停顿表现都非常不错,并且仍然在不断地完善,与此同时 CMS 已经在 JDK 9 中被标记为废弃(deprecated),所以 G1 GC 值得你深入掌握。

一课一练

你通常使用什么参数去打开 GC 日志呢?还会额外添加哪些选项?
JVM提供的收集器较多,特征不一,适用于不同的业务场景:

Serial收集器:串行运行;作用于新生代;复制算法;响应速度优先;适用于单CPU环境下的client模式。
ParNew收集器:并行运行;作用于新生代;复制算法;响应速度优先;多CPU环境Server模式下与CMS配合使用。
Parallel Scavenge收集器:并行运行;作用于新生代;复制算法;吞吐量优先;适用于后台运算而不需要太多交互的场景。

Serial Old收集器:串行运行;作用于老年代;标记-整理算法;响应速度优先;单CPU环境下的Client模式。
Parallel Old收集器:并行运行;作用于老年代;标记-整理算法;吞吐量优先;适用于后台运算而不需要太多交互的场景。
CMS收集器:并发运行;作用于老年代;标记-清除算法;响应速度优先;适用于互联网或B/S业务。

G1收集器:并发运行;可作用于新生代或老年代;标记-整理算法+复制算法;响应速度优先;面向服务端应用。

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