JVM内存管理：垃圾搜集器详解

JVM内存管理：垃圾搜集器详解2014-10-14引言

在上一章我们已经探讨过hotspot上垃圾搜集器的实现，一共有六种实现六种组合。本次LZ与各位一起探讨下这六种搜集器各自的威力以及组合的威力如何。

为了方便各位的观看与对比，LZ决定采用当初写设计模式时使用的方式，针对某些搜集器，分几个维度去解释这些搜集器。

client模式与server模式

在介绍本章内容之前，要说一下JVM的两种模式，一种是client模式，一种是server模式。我们平时开发使用的模式默认是client模式，也可以使用命令行参数-server强制开启server模式，两者最大的区别在于在server模式下JVM做了很多优化。

server模式下的JAVA应用程序启动较慢，不过由于server模式下JVM所做的优化，在程序长时间运行下，运行速度将会越来越快。相反，client模式下的JAVA应用程序虽然启动快，但不适合长时间运行，若是运行时间较长的话，则会在性能上明显低于server模式。

搜集器详解

以下我们先探讨一下单个垃圾搜集器的相关内容，最后我们再简单的谈一下组合之后，各个组合的特点。

Serial Garbage Collector

算法：采用复制算法

内存区域：针对新生代设计

执行方式：单线程、串行

执行过程：当新生代内存不够用时，先暂停全部用户程序，然后开启一条GC线程使用复制算法对垃圾进行回收，这一过程中可能会有一些对象提升到年老代

特点：由于单线程运行，且整个GC阶段都要暂停用户程序，因此会造成应用程序停顿时间较长，但对于小规模的程序来说，却非常适合。

适用场景：平时的开发与调试程序使用，以及桌面应用交互程序。

开启参数：-XX:+UseSerialGC（client模式默认值）

Serial Old Garbage Collector

这里针对serial old搜集器不再列举各个维度的特点，因为它与serial搜集器是一样的，区别是它是针对年老代而设计的，因此采用标记/整理算法。对于其余的维度特点，serial old与serial搜集器一模一样。

ParNew Garbage Collector

算法：采用复制算法

内存区域：针对新生代设计

执行方式：多线程、并行

执行过程：当新生代内存不够用时，先暂停全部用户程序，然后开启若干条GC线程使用复制算法并行进行垃圾回收，这一过程中可能会有一些对象提升到年老代

特点：采用多线程并行运行，因此会对系统的内核处理器数目比较敏感，至少需要多于一个的处理器，有几个处理器就会开几个线程（不过线程数是可以使用参数-XX:ParallelGCThreads=<N>控制的），因此只适合于多核多处理器的系统。尽管整个GC阶段还是要暂停用户程序，但多线程并行处理并不会造成太长的停顿时间。因此就吞吐量来说，ParNew要大于serial，在处理器越多的时候，效果越明显。但是这并非绝对，对于单个处理器来说，由于并行执行的开销（比如同步），ParNew的性能将会低于serial搜集器。不仅是单个处理器的时候，如果在容量较小的堆上，甚至在两个处理器的情况下，ParNew的性能都并非一定可以高过serial。

适用场景：在中到大型的堆上，且系统处理器至少多于一个的情况

开启参数：-XX:+UseParNewGC

Parallel Scavenge Garbage Collector

这个搜集器与ParNew几乎一模一样，都是针对新生代设计，采用复制算法的并行搜集器。它与ParNew最大的不同就是可设置的参数不一样，它可以让我们更精确的控制GC停顿时间以及吞吐量。

URL：http://www.bianceng.cn/Programming/Java/201410/45825.htm

parallel scavenge搜集器提供参数主要包括控制最大的停顿时间（使用-XX:MaxGCPauseMillis=<N>），以及控制吞吐量（使用-XX:GCTimeRatio=<N>）。由此可以看出，parallel scavenge就是为了提供吞吐量控制的搜集器。

不过千万不要以为把最大停顿时间调的越小越好，或者吞吐量越大越好，在使用parallel scavenge搜集器时，主要有三个性能指标，最大停顿时间、吞吐量以及新生代区域的最小值。

parallel scavenge搜集器具有相应的调节策略，它将会优先满足最大停顿时间的目标，次之是吞吐量，最后才是新生代区域的最小值。

因此，如果将最大停顿时间调的过小，将会牺牲整体的吞吐量以及新生代大小来满足你的私欲。手心手背都是肉，我们最好还是不要这么干。不过parallel scavenge有一个参数可以让parallel scavenge搜集器全权接手内存区域大小的调节，这其中还包括了晋升为年老代（可使用-XX:MaxTenuringThreshold=n调节）的年龄，也就是使用-XX:UseAdaptiveSizePolicy打开内存区域大小自适应策略。

parallel scavenge搜集器可使用参数-XX:+UseParallelGC开启，同时它也是server模式下默认的新生代搜集器。

Parallel Old Garbage Collector

Parallel Old与ParNew或者Parallel Scavenge的关系就好似serial与serial old一样，相互之间的区别并不大，只不过parallel old是针对年老代设计的并行搜集器而已，因此它采用标记/整理算法。

Parallel Old搜集器还有一个重要的意义就是，它是除了serial old以外唯一一个可以与parallel scavenge搭配工作的年老代搜集器，因此为了避免serial old影响parallel scavenge可控制吞吐量的名声，parallel old就作为了parallel scavenge真正意义上的搭档。

它可以使用参数-XX:-UseParallelOldGC开启，不过在JDK6以后，它也是在开启parallel scavenge之后默认的年老代搜集器。

Concurrent Mark Sweep Garbage Collector

concurrent mark sweep（以下简称CMS）搜集器是唯一一个真正意义上实现了应用程序与GC线程一起工作（一起是针对客户而言，而并不一定是真正的一起，有可能是快速交替）的搜集器。

CMS是针对年老代设计的搜集器，并采用标记/清除算法，它也是唯一一个在年老代采用标记/清除算法的搜集器。