JVM性能调优之GC

1.什么是垃圾

没有任何引用指向的一个对象或者多个对象（循环引用）

2.如何定位垃圾

（1）引用计数（ReferenceCount）

（2）根可达算法(RootSearching)

引用循环，找不到的都是垃圾

3.常见的垃圾回收算法

标记清除(mark sweep) - 位置不连续 产生碎片 效率偏低（两遍扫描）

拷贝算法 (copying) - 没有碎片，浪费空间

标记压缩(mark compact) - 没有碎片，效率偏低（两遍扫描，指针需要调整）

4.JVM内存分代模型（用于分代垃圾回收算法）

（1）部分垃圾回收器使用的模型

除Epsilon ZGC Shenandoah之外的GC都是使用逻辑分代模型

G1是逻辑分代，物理不分代

除此之外不仅逻辑分代，而且物理分代

（2）新生代 + 老年代 + 永久代（1.7）Perm Generation/ 元数据区(1.8) Metaspace

永久代 元数据 - Class

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 1.7 - 永久代，1.8 - 堆

MethodArea逻辑概念 - 永久代、元数据

（3）新生代 = Eden + 2个suvivor区

YGC回收之后，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 -> s1

再次YGC，eden + s1 -> s0

年龄足够 -> 老年代 （15 CMS 6）

s区装不下 -> 老年代

（4）老年代

顽固分子

老年代满了FGC Full GC

（5）GC Tuning (Generation)

尽量减少FGC

MinorGC = YGC

MajorGC = FGC

（6）对象分配过程图

5.常见的垃圾回收器

（1）垃圾回收器的发展路线，是随着内存越来越大的过程而演进

从分代算法演化到不分代算法

Serial算法 几十兆

Parallel算法 几个G

CMS 几十个G - 承上启下，开始并发回收 -

.- 三色标记 -

（2）JDK诞生 Serial追随 提高效率，诞生了PS，为了配合CMS，诞生了PN，CMS是1.4版本后期引入，CMS是里程碑式的GC，它开启了并发回收的过程，但是CMS毛病较多，因此目前任何一个JDK版本默认是CMS

并发垃圾回收是因为无法忍受STW

（3）Serial 年轻代 串行回收

（4）PS 年轻代 并行回收

（5）ParNew 年轻代 配合CMS的并行回收

（6）SerialOld

（7）ParallelOld

（8）ConcurrentMarkSweep 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

想象一下：

PS + PO -> 加内存 换垃圾回收器 -> PN + CMS + SerialOld（几个小时 - 几天的STW）

几十个G的内存，单线程回收 -> G1 + FGC 几十个G -> 上T内存的服务器 ZGC

算法：三色标记 + Incremental Update

（9）G1(200ms - 10ms)

算法：三色标记 + SATB

（10）ZGC (10ms - 1ms) PK C++

算法：ColoredPointers + LoadBarrier

（11）Shenandoah

算法：ColoredPointers + WriteBarrier

（12）Eplison

（13）PS 和 PN区别的延伸阅读：

▪https://docs.oracle.com/en/java/javase/13/gctuning/ergonomics.html#GUID-3D0BB91E-9BFF-4EBB-B523-14493A860E73

（14）垃圾收集器跟内存大小的关系

- Serial 几十兆

- PS 上百兆 - 几个G

- CMS - 20G

- G1 - 上百G

- ZGC - 4T - 16T（JDK13）

1.8默认的垃圾回收：PS + ParallelOld