Java GC

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 2022/08/10 

Serial GC
- 单线程收集器
- 需要暂停其他工作线
- Client 模式
Serial Old GC
- Serial 老年代版本，Client 版本
  - 其他功能
    - 搭配Parallel Scavenge收集器使用。
    - 做为 CMS 收集器的后备方案，当 CMS 出现 Concurrent Mode Failure 时使用。
    - 做为 G1 的 fullGC 收集器。这也是我们在使用 G1 的时候需要注意的，G1 应该尽量杜绝FullGC。否则就会退化为串行 GC。
ParNew GC
- Serial 收集器的多线程版本，其他参数方式都一样
- XX:parallelGCThreads 设置线程数
Parallel Scavenge收集器
- 复制算法
- 负责新生代的收集
Parallel Old GC
- Parallel Old 收集器是 Parallel Scavenge 收集器的老年代版本
- 多线程的标记整理算法
STW GC
- stop world GC
- 区别于 CMS 等之后的 GC
- 实质上就是 Serial GC 和 Parallel GC 等老一代 GC 的统称
- 特点是会造成 STW
CMS GC
- 算法复杂，调优参数多，调优难
- GC 时间短，适合互联网服务器
- 对 CPU 资源敏感
- 无法处理浮动垃圾，如果浮动垃圾比较大会造成 GC 失败，从而触发 SerialOld GC
- JDK 9 废弃
G1 GC
- Java 7 开始引入
- Java 9 开始默认的 GC 算法，是 CMS 的升级
- 将 heap 内存分成相等的 Region，每个 Region 范围是 1M-32M，减少因为 GC 区域过大造成的耗时
- XX:G1HeapRegionSize
- CSet
  - GC 过程记录可被回收的 Region
- Rset
  - 记录其他 Region 引用本 Region 的关系
- Humongous regions
  - 存放大于标准 Region 内存 50% 的大对象区域
  - 如果大于 100% 选择连续的 Region 存储
  - GC 快，但是可能会占用最多 200% 的内存
- 回收的模式
  - 默认 Young GC 和 Mixed GC ，不行了就 Full GC。
  - Young GC
    - 所有年轻代
  - Mixed GC
    - 所有年轻代 + 并发标记阶段收益搞的老年代
  - Full GC
    - 使用 Serial 收集器
    - 对象迭代速度过高导致 G1 回收失败
    - 尽量避免
Z GC
- 可扩展的低延迟垃圾回收期
- Java 11 12 提供早期版本
- 设计目标
  - 停顿时间不超过 10ms
    - 美图风控服务使用 CMS，GC 时间在 40ms ，10次 / 分钟
  - 停顿时间不会随着堆的大小、或者活跃对象的大小而增加
  - 支持 8MB~4TB 级别的堆（未来支持 16TB）
- ZGC在标记、转移和重定位阶段几乎都是并发的
- 读屏障技术
  - 着色指针
  - 并发标记对象，一旦对象移动地址，触发该逻辑
  - 优化
    - -Xms -Xmx：堆的最大内存和最小内存，这里都设置为10G，程序的堆内存将保持10G不变。
    - -XX:ReservedCodeCacheSize -XX:InitialCodeCacheSize：设置CodeCache的大小， JIT编译的代码都放在CodeCache中，一般服务64m或128m就已经足够。我们的服务因为有一定特殊性，所以设置的较大，后面会详细介绍。
    - -XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseZGC：启用ZGC的配置。
    - -XX:ConcGCThreads：并发回收垃圾的线程。默认是总核数的12.5%，8核CPU默认是1。调大后GC变快，但会占用程序运行时的CPU资源，吞吐会受到影响。
    - -XX:ParallelGCThreads：STW阶段使用线程数，默认是总核数的60%。
    - -XX:ZCollectionInterval：ZGC发生的最小时间间隔，单位秒。
    - -XX:ZAllocationSpikeTolerance：ZGC触发自适应算法的修正系数，默认2，数值越大，越早的触发ZGC。
    - -XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -XX:-ZProactive：是否启用主动回收，默认开启，这里的配置表示关闭。
    - -Xlog：设置GC日志中的内容、格式、位置以及每个日志的大小。
Shenandoah GC
- Red Hat 开发
- Shenandoah GC 也会造成 STW 停顿，但通常都很短暂，因为它是在应用程序运行的同时执行大量的 GC。
- 这种停顿不会随着堆的增大而延长
- 参数 heuristic
  - adaptive
    - 根据程序启动前几分钟对象的分配速速来推断 GC 的阈值
  - static
    - 指定在剩余多少可用内存时触发 GC
  - compact
    - 不会发生步调调整或进入退化模式
- 弱引用会增加停顿的时间
  - 包括内存泄漏检测机制，因为其使用了 finalizer
- 由反射调动引起的类加载器会造成内存泄漏，回收期不会卸载这些类
  - 通过设置-Dsun.reflect.inflationThreshold=2147483647 来临时规避
- Shenandoah 会通过 CPU 数来决定线程数
  - 需要保证有足够多的 CPU 数

参考

原文作者：Maple

原文链接：https://blog.vvcat.cn/2022/08/10/2022/08/gc/

发表日期：August 10th 2022, 5:15:45 pm

更新日期：January 9th 2024, 12:20:32 am

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