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[Java教程]第六章 JVM垃圾收集器(2)


上一章记录了几种常见的垃圾收集器,见《第五章 JVM垃圾收集器(1)》

 

1、G1

说明:

  • 从上图来看,G1与CMS相比,仅在最后的"筛选回收"部分不同(CMS是并发清除),实际上G1回收器的整个堆内存的划分都与其他收集器不同。
  • CMS需要配合ParNew,G1可单独回收整个空间

原理:

  • G1收集器将整个堆划分为多个大小相等的Region
  • G1跟踪各个region里面的垃圾堆积的价值(回收后所获得的空间大小以及回收所需时间长短的经验值),在后台维护一张优先列表,每次根据允许的收集时间,优先回收价值最大的region,这种思路:在指定的时间内,扫描部分最有价值的region(而不是扫描整个堆内存),并回收,做到尽可能的在有限的时间内获取尽可能高的收集效率。

运作流程:

  • 初始标记:标记出所有与根节点直接关联引用对象。需要STW
  • 并发标记:遍历之前标记到的关联节点,继续向下标记所有存活节点。
    • 在此期间所有变化引用关系的对象,都会被记录在Remember Set Logs中
  • 最终标记:标记在并发标记期间,新产生的垃圾。需要STW
  • 筛选回收:根据用户指定的期望回收时间回收价值较大的对象(看"原理"第二条)。需要STW

优点:

  • 停顿时间可以预测:我们指定时间,在指定时间内只回收部分价值最大的空间,而CMS需要扫描整个年老代,无法预测停顿时间
  • 无内存碎片:垃圾回收后会整合空间,CMS采用"标记-清理"算法,存在内存碎片
  • 筛选回收阶段:
    • 由于只回收部分region,所以STW时间我们可控,所以不需要与用户线程并发争抢CPU资源,而CMS并发清理需要占据一部分的CPU,会降低吞吐量。
    • 由于STW,所以不会产生"浮动垃圾"(即CMS在并发清理阶段产生的无法回收的垃圾)

适用范围:

  • 追求STW短:若ParNew/CMS用的挺好,就用这个;若不符合,用G1
  • 追求吞吐量:用Parallel Scavenge/Parallel Old,而G1在吞吐量方面没有优势

 

2、几点注意

问题1、G1以外的其他收集器在回收垃圾的时候:要不只是扫描年轻代,要不只是扫描年老代。在年轻代的回收过程中,如果旧生代中的对象引用了年轻代的对象,那么我们只扫描年轻代就不行了,但是由于年老代一般而言是年轻代的3倍大小,如果年轻代、年老代一起去扫描的话,效率会急剧下降,这个问题怎么处理?

:JVM采用remember set来做的这个事儿,当发现一个引用对象被赋值时,JVM发出一个write barrier指令来暂时中断写操作,检查被赋值的引用对象是不是处于年老代,且其引用的对象是不是处于新生代(即是不是年老代对象引用了年轻代对象),如果是,将相关引用信息记录到remember set。之后的扫描,我们会从根集合+remember set向下进行扫描。(也就是说真正的根集合,是JVM定义的根集合+remember set)

 

问题2、G1收集器为了做到GC时间可预测,采用扫描部分价值最大的region来实现,那么如果这部分region中的对象被其他region中的对象所引用,那么仅扫描前者可能就不行了,但是如果扫描全部region的话,又无法做到GC时间可预测,效率会大大下降,怎么办?

:G1同理,为每一个region分配一个remember set,当发现一个引用对象被赋值时,JVM发出一个write barrier指令来暂时中断写操作,检查被赋值的引用对象与其引用的对象是不是处于不同的region(eg.a=b;检查a与b是不是在不同的region),如果是,将相关引用信息记录到当前region的remember set。之后的扫描,我们会从根集合+remember set向下进行扫描。

 

问题3、CMS与G1在并发标记的时候若发部分引用对象的引用关系发生了变化,怎么处理才能让重新标记的时候仅仅扫描出这些变化?

:在并发标记期间,对象的引用关系若发生了变化,这些相关的记录就会记录到remember set logs;在重新标记阶段,将该logs的信息加入到remember set中去,然后再从remember set去向下trace节点。