JVM原理简述-GC

GC

        GC-垃圾回收是一种动态存储管理技术，它可以自动释放那些不再被使用的对象，按照特定的算法来实现资源自动回收。

垃圾收集方式

引用计数

        堆中的每个对象对应一个引用计数器，每当创建或重新赋值的时候，引用计数器就+1，而当对象出了作用域之后，计数器-1，直到计数器为0，就达到了被回收的条件。

        引用计数方式速度较快，不会产生停顿。但是开销较大，因为每个对象都对应了一个计数器。

对象引用遍历

        从根集开始扫描，识别出哪些对象可达，哪些不可到达。并利用某种方式标记可达对象。

垃圾收集算法

复制

        找到活动对象并拷贝到新的空间。这种算法适合存活对象较少的情况，内存开销较大。

标记清除

        从根开始扫描，将活动对象标记。然后再扫描未标记的对象，一次清除。此方法的优点是不需要移动对象，仅对不存活对象操作，适合存活对象较多的情况，容易产生内存碎片。

标记压缩

        标记清除的基础上，移动活动对象。缺点是成本较高，优点是没有内存碎片。

分代回收

        GC是对JVM堆中的对象进行回收，在上一篇博客中，hotspot堆分为young，old和perm三部分。新生对象首先进入young区，随着young区不断的增加，一些老的对象将被移到old区。而perm区主要存储了java class的类型信息和静态变量等。

youngGC

即年轻代垃圾回收，当创建新对象，Eden空间不足时，触发youngGC。有三种选择

1. 串行GC

将Eden中存活的对象移到From->To->Old.适用于单线程，单cpu，新生代较小，要求不高的应用。在client模式或32位机器下默认选择。

启用：-XX:+UseSerialGC

2. 并行回收GC，Parallel Scavenge

多线程执行，适应多CPU，要求较高的应用。在server模式下是默认的。启用：-XX:+UseParallelGC, 在8核心以下的机器上默认为cpu核心数，大于8核，则默认为3+(核心数*5)/8.也可以通过-XX:ParallelGCThreads=8指定。

3. ParNew GC

需配合旧生代使用CMSGC。启用：-XX:+UseParNewGC.可以通过-XX:DisableExplicitGC禁用。

OldGC

1. 旧生代串行GC

        算法：标记清除和标记压缩。采用单线程执行，耗时较长，需要暂停应用。client模式或32位机默认采用这种模式。-XX:+PrintGCApplicationStoppedTime可以查看应用暂停时间。

2. 旧生代并行GC

        算法：标记压缩算法。采用多线程方式，暂停时间减少。server模式默认采用这种回收方式。

3. 旧生代并发GC

        采用标记清除算法。对GC进行并发执行，大大缩短应用暂停时间，但是整体GC时间会加长。启用方式：-XX:+UseConcMarkSweepGC。可以通过-XX:ParallelCMSThreads=10指定并发线程数。通过-XX:+CMSClassUnloadingEnabled来启用持久代CMS.

        垃圾整理：使用-XX:UseCMSCompactAtFullCollection每次fullGC后都会启动垃圾整理.-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=2表示2次fullGC后开始整理。

fullGC

旧生代和持久代GC时，即是对新生代，旧生代持久代都GC，FullGC。

执行时，先对新生代GC，可以通过-XX:ScanengeBeforeFullGC禁止fullGC时对新生代GC，然后对旧生代持久代进行GC。

触发时机：

1. system.gc，可以通过-XX:DisableExplicitGC禁用。

2. 旧生代空间不足

3. 持久代空间满

4. CMSGC时出现promotion failed

5. 统计youngGC后要移到旧生代的对象大于旧生代剩余空间

查看JVM使用的GC算法

找到java进程ID，使用jmap命令：

jmap -heap {pid}

会打印出JVM的基本信息，包括分区信息，回收算法等。
打印之前先看一下启动参数：

java -server -Xms512m -Xmx512m -XX:NewSize=100m -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=58 -XX:PermSize=64m -XX:MaxPermSize=64m -XX:ThreadStackSize=512

下面是jvm-heap信息：

Attaching to process ID 31410, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 20.8-b03

using parallel threads in the new generation.
using thread-local object allocation.
Concurrent Mark-Sweep GC

Heap Configuration:
   MinHeapFreeRatio = 40
   MaxHeapFreeRatio = 70
   MaxHeapSize      = 536870912 (512.0MB)
   NewSize          = 104857600 (100.0MB)
   MaxNewSize       = 283508736 (270.375MB)
   OldSize          = 314572800 (300.0MB)
   NewRatio         = 7
   SurvivorRatio    = 8
   PermSize         = 67108864 (64.0MB)
   MaxPermSize      = 67108864 (64.0MB)

Heap Usage:
New Generation (Eden + 1 Survivor Space):
   capacity = 94371840 (90.0MB)
   used     = 7155464 (6.823982238769531MB)
   free     = 87216376 (83.17601776123047MB)
   7.582202487521702% used
Eden Space:
   capacity = 83886080 (80.0MB)
   used     = 6906936 (6.586967468261719MB)
   free     = 76979144 (73.41303253173828MB)
   8.233709335327148% used
From Space:
   capacity = 10485760 (10.0MB)
   used     = 248528 (0.2370147705078125MB)
   free     = 10237232 (9.762985229492188MB)
   2.370147705078125% used
To Space:
   capacity = 10485760 (10.0MB)
   used     = 0 (0.0MB)
   free     = 10485760 (10.0MB)
   0.0% used
concurrent mark-sweep generation:
   capacity = 432013312 (412.0MB)
   used     = 7523480 (7.174949645996094MB)
   free     = 424489832 (404.8250503540039MB)
   1.7414926325233238% used
Perm Generation:
   capacity = 67108864 (64.0MB)
   used     = 39960504 (38.10930633544922MB)
   free     = 27148360 (25.89069366455078MB)
   59.545791149139404% used