JVM_垃圾回收基础知识

一个对象创建的内存分配过程

• 先尝试在栈上分配：经过逃逸分析和标量替换。
  • 栈上创建对象的好处：栈内对象出栈之后，生命周期结束，不需要GC介入。
• TLAB：thread local allocation buffer线程本地分配缓冲区，，调度线程的分配竞争。

GC的基础知识

1.什么是垃圾

C语言申请内存：malloc free

C++： new delete

Java: new ？

自动内存回收，编程上简单，系统不容易出错，手动释放内存，容易出两种类型的问题：

1. 忘记回收
2. 多次回收

• 垃圾指没有任何引用指向的一个对象或者多个对象（循环引用，垃圾堆）。
  java的调优机制就集中在垃圾回收器的选择和参数设置上。

2.如何定位垃圾

1. 引用计数（有缺陷：三个对象循环引用，但是没有栈引用，造成无法回收，内存泄漏。）
2. 根可达算法（root searching），根对象有引用的，不回收，其他都是垃圾。
   根对象包括哪些？
   

3.常见的垃圾回收算法

1. 标记清除（mark-sweep） - 位置不连续 产生碎片（两遍扫描）
   

2. 拷贝算法（copying） - 没有碎片，浪费空间
   

3. 标记压缩（mark-compact） - 没有碎片，效率偏低(两遍扫描，内存移动需要线程同步，影响效率)
   

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
   

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

   1. 永久代 元数据 - Class
   2. 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，由操作系统管理）
   3. 字符串常量 1.7 - 永久代，1.8 - 堆
   4. MethodArea逻辑概念 - 永久代、元数据

3. 新生代 = Eden + 2个suvivor区

   1. YGC回收之后，大多数的对象会被回收，活着的进入s0
   2. 再次YGC，活着的对象eden + s0 -> s1
   3. 再次YGC，eden + s1 -> s0
   4. 年龄足够 -> 老年代 （15 CMS 6）
   5. s区装不下 -> 老年代

4. 老年代

   1. 顽固分子
   2. 老年代满了FGC Full GC（包括新生代和老年代全部gc一次）

5. GC Tuning调优 (Generation 针对于分代模型)

   1. 尽量减少FGC（效率很底，可能会系统停顿）
   2. MinorGC = YGC
   3. MajorGC = FGC

5.常见的垃圾回收器（垃圾收集器就是算法落地实现）

jvm的内存模型归gc回收器模型管

1. Serial （stw：stop the world）年轻代 串行回收（小孩子扔线团和妈妈清理的场景。）
   

2. PS 年轻代 并行回收（小孩子扔线团和长辈一起清理的场景。）
   

3. ParNew 年轻代 配合CMS的并行回收（约等于PS，可以配合CMS用）
   

4. SerialOld

5. ParallelOld

6. ConcurrentMarkSweep （CMS）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(降低至200ms以内)

7. G1(10ms)（jdk1.9以上默认）

8. ZGC (1ms) PK C++

9. Shenandoah

10. Eplison（jdk11新加，不回收垃圾，jvm调试用）

jvm1.8默认的垃圾回收：PS + ParallelOld

6.垃圾收集器的发展

• 垃圾回收器的演进与内存的大小发展有关系，内存越大与回收线程越多并不呈线性正相关，因为CPU性能（瓶颈）受限于线程切换（contextSwitch），影响gc清理。

• 因此诞生了CMS（缺点：内存碎片化，浮动垃圾，此时若有大对象进来，调用serial old来清理腾地方，卡顿时间很久），jdk第一个并发执行的垃圾回收器，CMS的4个阶段：
  

  • 初始标记：标记根对象（STW）
  • 并发标记（mark sweep）：并行；存在标记的重复利用（错标，严重），不用的没标记的问题（漏标，浮动垃圾）
  • 重新标记（STW），修改错标，又重新扫描一遍。
  • 并发清理。
    • 怎么标记？怎么修改？并发标记算法（三色标记算法）
    • 错标
    • cms的解决方案：A产生新的引用，重新变灰
      

• G1的产生

  • 告别物理分代，进行逻辑分代，分而治之。
    

  • G1处理java文件的运行效率比其他的垃圾回收器的效率慢3%-4%（问题不大），因为存在**屏障（新建对象的时候），用于垃圾回收的标记。

转：深入理解Java G1垃圾收集器

7.JVM调优第一步，了解生产环境下的垃圾回收器组合

• JVM的命令行参数参考：https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/unix/java.html

• JVM参数分类

  标准： - 开头，所有的HotSpot都支持

  非标准：-X 开头，特定版本HotSpot支持特定命令

  不稳定：-XX 开头，下个版本可能取消

  -XX:+PrintCommandLineFlags

  -XX:+PrintFlagsFinal 最终参数值

  -XX:+PrintFlagsInitial 默认参数值