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GC算法 垃圾收集器

編輯:JAVA編程入門知識

wpsA73E.tmp

 

復制算法

“復制”(Copying)的收集算法,它將可用內存按容量劃分為大小相等的兩塊,每次只使用其中的一塊。當這一塊的內存用完了,就將還存活著的對象復制到另外一塊上面,然後再把已使用過的內存空間一次清理掉。

這樣使得每次都是對其中的一塊進行內存回收,內存分配時也就不用考慮內存碎片等復雜情況,只要移動堆頂指針,按順序分配內存即可,實現簡單,運行高效。只是這種算法的代價是將內存縮小為原來的一半,持續復制長生存期的對象則導致效率降低。

wps9D31.tmp

 

標記-壓縮算法

復制收集算法在對象存活率較高時就要執行較多的復制操作,效率將會變低。更關鍵的是,如果不想浪費50%的空間,就需要有額外的空間進行分配擔保,以應對被使用的內存中所有對象都100%存活的極端情況,所以在老年代一般不能直接選用這種算法。

根據老年代的特點,有人提出了另外一種“標記-整理”(Mark-Compact)算法,標記過程仍然與“標記-清除”算法一樣,但後續步驟不是直接對可回收對象進行清理,而是讓所有存活的對象都向一端移動,然後直接清理掉端邊界以外的內存

wps3952.tmp

 

分代收集算法

GC分代的基本假設:絕大部分對象的生命周期都非常短暫,存活時間短。

“分代收集”(Generational Collection)算法,把Java堆分為新生代和老年代,這樣就可以根據各個年代的特點采用最適當的收集算法。在新生代中,每次垃圾收集時都發現有大批對象死去,只有少量存活,那就選用復制算法,只需要付出少量存活對象的復制成本就可以完成收集。而老年代中因為對象存活率高、沒有額外空間對它進行分配擔保,就必須使用“標記-清理”或“標記-整理”算法來進行回收。

 

wpsA77.tmp

 

 

wps6A83.tmp

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G1收集器

G1是目前技術發展的最前沿成果之一,HotSpot開發團隊賦予它的使命是未來可以替換掉JDK1.5中發布的CMS收集器。與CMS收集器相比G1收集器有以下特點:

1. 空間整合,G1收集器采用標記整理算法,不會產生內存空間碎片。分配大對象時不會因為無法找到連續空間而提前觸發下一次GC。

2. 可預測停頓,這是G1的另一大優勢,降低停頓時間是G1和CMS的共同關注點,但G1除了追求低停頓外,還能建立可預測的停頓時間模型,能讓使用者明確指定在一個長度為N毫秒的時間片段內,消耗在垃圾收集上的時間不得超過N毫秒,這幾乎已經是實時Java(RTSJ)的垃圾收集器的特征了。

上面提到的垃圾收集器,收集的范圍都是整個新生代或者老年代,而G1不再是這樣。使用G1收集器時,Java堆的內存布局與其他收集器有很大差別,它將整個Java堆劃分為多個大小相等的獨立區域(Region),雖然還保留有新生代和老年代的概念,但新生代和老年代不再是物理隔閡了,它們都是一部分(可以不連續)Region的集合。

wps3B4C.tmp

 

G1的新生代收集跟ParNew類似,當新生代占用達到一定比例的時候,開始出發收集。和CMS類似,G1收集器收集老年代對象會有短暫停頓。

 

收集步驟

1、標記階段,首先初始標記(Initial-Mark),這個階段是停頓的(Stop the World Event),並且會觸發一次普通Mintor GC。對應GC log:GC pause (young) (inital-mark)

2、Root Region Scanning,程序運行過程中會回收survivor區(存活到老年代),這一過程必須在young GC之前完成。

3、Concurrent Marking,在整個堆中進行並發標記(和應用程序並發執行),此過程可能被young GC中斷。在並發標記階段,若發現區域對象中的所有對象都是垃圾,那個這個區域會被立即回收(圖中打X)。同時,並發標記過程中,會計算每個區域的對象活性(區域中存活對象的比例)。

wps93E7.tmp

4、Remark, 再標記,會有短暫停頓(STW)。再標記階段是用來收集 並發標記階段 產生新的垃圾(並發階段和應用程序一同運行);G1中采用了比CMS更快的初始快照算法:snapshot-at-the-beginning (SATB)。

5、Copy/Clean up,多線程清除失活對象,會有STW。G1將回收區域的存活對象拷貝到新區域,清除Remember Sets,並發清空回收區域並把它返回到空閒區域鏈表中。

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6、復制/清除過程後。回收區域的活性對象已經被集中回收到深藍色和深綠色區域。

wpsEAB1.tmp

 

常用的收集器組合

1、Serial
2、ParNew + CMS
3、ParallelYoung + ParallelOld
4、G1GC

 

參考

http://my.oschina.net/hosee/blog/644618

深入理解Java虛擬機:JVM高級特性與最佳實踐 pdf

下載地址:http://download.csdn.net/detail/ityouknow/9557109

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