• 如果您觉得本站非常有看点,那么赶紧使用Ctrl+D 收藏吧

JVM系列【6】GC与调优1

开发技术 开发技术 7天前 11次浏览

JVM系列笔记目录

  • 虚拟机的基础概念
  • class文件结构
  • class文件加载过程
  • jvm内存模型
  • JVM常用指令
  • GC与调优

GC基础知识

  • 什么是垃圾

​ 没有任何引用指向的一个对象或多个对象(循环引用)

JVM系列【6】GC与调优1

  • 如何找到垃圾

    • 引用计数(ReferenceCount),缺点:无法解决循环引用
    • 根可达算法(RootSearc++hing),从根开始查找,找到对象是有用的,找不到的对象为垃圾。

JVM系列【6】GC与调优1

什么是根? 注意结合上一篇博客 JVM系列【5】JVM常用指令-运行时数据区进行理解。

  1. 线程栈变量 JVM Stack、native method stack
  2. 静态变量 static refercences in method area、Clazz
  3. 常量池 runtime cosntant pool
  4. JNI指针 c/c++ 指针
  • 常见的垃圾回收算法

    1. 标记清除(mark sweep)

    缺点:位置不连续,产生碎片,效率偏低(需要进行两遍扫描)

    适用情况:算法相对简单,适用于存活对象比较多的情况
    JVM系列【6】GC与调优1

    1. 拷贝算法 (copying)

      说明:没有碎片,浪费空间,复制移动对象,需要调整对象引用

      适用情况:适用于存活对象较少的情况 只扫描一次

      JVM系列【6】GC与调优1

    2. 标记压缩(mark compact)

      说明:没有碎片,效率偏低(两遍扫描,指针需要调整)

    JVM系列【6】GC与调优1

  • JVM堆内存分代模型(用于分代垃圾回收算法)

    堆内存分代模型是部分垃圾回收器使用的模型,除Epsilon ZGC Shenandoah 之外的GC都使用逻辑分代模型,但是G1 是逻辑分代 物理不分代,除此之外都是逻辑分代 而且物理分代。

    JVM系列【6】GC与调优1

    分代模型中,分新生代和老年代,比例是1:2

    1. 新生代 = Eden区+ 2个survivor区

      YGC回收后,大多数的对象会被回收,活着的进入s0;

      再次YGC,活着的对象eden+s0 进入s1;

      再次YGC,活着的对象eden+s1 进入s0;

      年龄足够进入老年代,一般垃圾回收器是15,CMS是6;为什么一般垃圾回收器分代年龄是15?参考下 JVM系列【4】内存模型-对象头的内容有哪些,对象头中4位标识GC年龄,所以最大的年龄是2^4 -1 = 15

      s 区装不下,直接进入老年代。

    2. 老年代: 存放一些”顽固对象”,老年代满了或是分配不下了会触发FCG。

    3. 永久代(Permanent Generation,JDK1.7以前)/元数据区(MetaSpace,JDK1.8以后):存放的是Class文件结构,永久代必须指定大小限制 ,元数据可以设置也可以不设置,无上限(受限于物理内存),字符串常量在1.7以前存放在永久代,1.8以后存放在堆中。

  • 垃圾回收类型和对象分配过程

    1. 垃圾回收类型

      上一个点解释了堆内存分代模型,这里统一下概念:MinorGC=YGC指的是新生代即Y区的垃圾回收,MajorGC=FGC指的是老年代分配不下或是满了发生的GC,包括新生代和老年代。

    2. 对象如何分配

      在之前的博客中 JVM系列【4】内存模型-new Object()面试6连问-对象如何分配,简单提过这一点。

JVM系列【6】GC与调优1

​ 对照流程图,分配过程:

	> 1. new对象后优先在栈上分配,栈上分配的对象`pop`后就消失;
	> 2. 是否是大对象(Y区分配不下的对象)?是就分配到O区,O区发生FGC后回收
	> 3. 不是大对象,优先分配TLAB(Thread Local Allocation Buffer线程本地分配缓存)上,分配不下就分配到Eden区 。
  1. 了解栈上分配、TLAB、分配担保机制和升代

    1. 哪些对象栈上分配?

      线程私有对象 、无逃逸对象即离开代码块就没有引用的对象、支持标量替换的对象,如类中变量可以用基本变量替换。

    2. 线程本地分配Thread Local Allocation Buffer
      独占eden空间,默认1%;多线程时候不用竞争eden就可以申请空间,提高效率;可分配小对象

    3. 分配担保机制

      在新生代无法分配内存的时候,把新生代的对象转移到老生代,然后把新对象放入腾空的新生代。参考

    4. 对象何时进入老年代?

      超过MaxTenuringThreshold指定的次数;

      根据动态年龄计算进入老年代,Survivor空间中年龄从小到大的对象进行累加,当加入某个年龄段后,累加和超过survivor区域*TargetSurvivorRatio(默认50%)的时候,就从这个年龄段往上的年龄的对象进行晋升到老年代。参考

  • 常见的垃圾回收器

    常见的垃圾回收器有Serial/SerialOld、ParallelScavenge/ParallelOld、ParNew/CMS、G1、ZGC、Shenandoah、Epsilon。Serial/SerialOld、ParallelScavenge/ParallelOld、ParNew/CMS是分代的垃圾回收器,G1是逻辑上分代物理上不分代,ZGC和Shenandoah是不分代,Epsilon是JDK调试用的垃圾回收器。

    历史:JDK诞生,Serial追随,为了提供效率诞生PS,为配合CMS,诞生PN,CMS是1.4后期引入的,CMS是里程碑式的GC,但是CMS毛病比较多,因此目前没有任何一个JDK版本默认CMS。

JVM系列【6】GC与调优1

  • Serial

    年轻代 串行回收

    JVM系列【6】GC与调优1

  • SerialOld

    老年代 串行回收

    JVM系列【6】GC与调优1

  • PS(ParallelSc++avenge)

    年轻代 并行回收

    JVM系列【6】GC与调优1

  • PO(ParallelOld)

    老年代 并行回收

    JVM系列【6】GC与调优1

  • PN(ParNew)

    年轻代 增强版PS配合CMS的并行回收。PN 和 PS区别?PN 响应时间优先;PS吞吐量优先

  • CMS(Conc++urrentMarkSweep)

    老年代并发的,垃圾回收和应用程序同时运行,降低STW的时间(200ms);

    CMS问题比较多,所以现在没有一个版本默认是CMS,只能手工指定;

    CMS既然是MarkSweep,就一定会有碎片化的问题,碎片到达一定程度,CMS的老年代分配对象分配不下的时候,使用SerialOld 进行老年代回收,STW无法忍受;

    • 如何解决碎片化:设定-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection 默认开启;设定-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction,默认为0 指经过多少次FGC才进行压缩。
    • 浮动垃圾问题解决?降低触发CMS的阈值,保持老年代有足够的空间;参数-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction 指定使用CMS时老年代使用了指定阈值的内存后触发FGC,建议68-92%

    使用的算法:三色标记+Increamental Update

  • G1

    STW可以达到10ms

    算法:三色标记+SATB

  • ZGC

    STW号称可以达到1ms

    算法:颜色指针ColoredPointers + LoadBarrier

  • Shenandaoh

    算法:ColoredPointers + WriteBarrier

  • 垃圾回收器和内存大小的关系

    Serial 几十兆

    PS 上百兆-几个G

    CMS 20G左右

    G1 上百G

    ZGC 4T-16T(JDK13可以支持)

知识分享,转载请注明出处。学无先后,达者为先!


喜欢 (0)