在JVM垃圾收集器世界中畅游

后端

2023-12-31 04:44:17

JVM垃圾收集器漫游指南：探索CMS和G1的奥秘

在浩瀚的编程世界中，Java虚拟机（JVM）是程序员的得力助手。它不仅让应用程序跨平台运行，还提供了精巧的内存管理系统，而垃圾收集器则是这套系统中的关键组成部分。

JVM垃圾收集器：七大豪杰齐聚首

JVM垃圾收集器家族中，有七位经典成员：

Serial GC： 单线程收集器，适用于单CPU环境。
ParNew GC： Serial GC的多线程版本，适合中小型应用程序。
Parallel GC： 并行收集器，充分利用多CPU资源。
CMS GC： 并发标记清除收集器，减少应用程序停顿时间。
G1 GC： 分代收集器，将堆内存划分为多个区域。
Shenandoah GC： 低延迟收集器，适用于对延迟敏感的应用程序。
ZGC GC： 吞吐量优先收集器，适用于高吞吐量、低延迟应用程序。

CMS vs. G1：垃圾收集界的两位王者

在众多的垃圾收集器中，CMS和G1无疑是最耀眼的两颗明星。它们都采用了并发收集算法，在应用程序运行的同时进行垃圾回收，有效减少了停顿时间。

CMS GC：并行标记清除的王者

CMS GC的并发标记清除算法分为四个阶段：

初始标记： 快速标记所有直接引用的对象。
并发标记： 在应用程序运行时标记可达对象。
重新标记： 短暂暂停应用程序，标记剩余可达对象。
并发清除： 在应用程序运行时清除未标记对象。

CMS GC的优点是暂停时间短，但它对内存空间要求较高，回收大型对象时也可能出现较长的停顿时间。

G1 GC：分代收集的先驱

G1 GC采用了分代收集算法，将堆内存划分为多个独立区域。每个区域可以独立回收，实现并行回收。G1 GC还采用了增量式回收，每次只回收一小部分区域，进一步降低了应用程序的停顿时间。

G1 GC的优点是暂停时间短，回收大型对象时也不会出现较长的停顿时间。但它对硬件要求较高，某些情况下可能出现较高的内存开销。

如何选择最适合的垃圾收集器

选择垃圾收集器时，需要考虑以下几个因素：

应用程序类型和大小
对延迟和吞吐量的要求
CPU数量和内存大小
垃圾收集器的算法、暂停时间、内存开销和硬件要求

代码示例：

// 为应用程序选择CMS收集器
System.setProperty("java.util.concurrent.ParallelScavengeThreshold", "1024m");
System.setProperty("java.util.concurrent.CMSInitiatingOccupancyFraction", "70");
System.setProperty("java.util.concurrent.CMSScavengeBeforeRemark", "true");

// 为应用程序选择G1收集器
System.setProperty("java.lang.G1HeapRegionSize", "2m");
System.setProperty("java.lang.G1MixedGCCountTarget", "3");
System.setProperty("java.lang.G1MaxNewSizePercent", "50");