垃圾收集机制探讨

在过去一年里，自己几乎没有关注过Java技术方面，最近想看看，不要让自己落伍了！在Google查询了一下，关于垃圾收集机制的文章，综合了一下，如下：
1.标记－清除收集器

    这种收集器首先遍历对象图并标记可到达的对象，然后扫描堆栈以寻找未标记对象并释放它们的内存。这种收集器一般使用单线程工作并停止其他操作。

2.标记－压缩收集器

    有时也叫标记－清除－压缩收集器，与标记－清除收集器有相同的标记阶段。在第二阶段，则把标记对象复制到堆栈的新域中以便压缩堆栈。这种收集器也停止其他操作。

3.复制收集器

    这种收集器将堆栈分为两个域，常称为半空间。每次仅使用一半的空间，jvm生成的新对象则放在另一半空间中。gc运行时，它把可到达对象复制到另一半空间，从而压缩了堆栈。这种方法适用于短生存期的对象，持续复制长生存期的对象则导致效率降低。

4.增量收集器

    增量收集器把堆栈分为多个域，每次仅从一个域收集垃圾。这会造成较小的应用程序中断。

5.分代收集器

    这种收集器把堆栈分为两个或多个域，用以存放不同寿命的对象。jvm生成的新对象一般放在其中的某个域中。过一段时间，继续存在的对象将获得使用期并转入更长寿命的域中。分代收集器对不同的域使用不同的算法以优化性能。

6.并发收集器

    并发收集器与应用程序同时运行。这些收集器在某点上（比如压缩时）一般都不得不停止其他操作以完成特定的任务，但是因为其他应用程序可进行其他的后台操作，所以中断其他处理的实际时间大大降低。

7.并行收集器

    并行收集器使用某种传统的算法并使用多线程并行的执行它们的工作。在多cpu机器上使用多线程技术可以显著的提高java应用程序的可扩展性。
8.G1垃圾回收器

　　“G1垃圾回收”的英文全称是 Garbage-First Garbage Collector (又被称作G1 GC)，这是一个新型的垃圾回收器，由JDK 7中的Java HotSpot VM 引入。这个技术曾经在Java SE 6 Update 14版本中出现过一个试验性的，然后 G1 被 HotSpot的 反应快速(low-latency)的 Concurrent Mark-Sweep GC (简称 CMS)长期取代。

　　属性

　　G1 是一个“服务器风格(server-style)”的垃圾回收器，它主要有下面的这些属性：

　　◆并行和并发。 G1 可以从今天最新的硬件中获得并行的能力。它能够使用所有可用的CPU(CPU多核，硬件多线程，等)来加速它的 “stop-the-world” 机制(这个机制简称STW，即，在执行垃圾收集算法时，Java应用程序的其他所有除了垃圾收集帮助器线程之外的线程都被挂起)。

　　◆分代处理。 就像其它的HotSpot 垃圾回收器，G1 是分代的，也就是说，它在处理新分配的对象(年轻代)和已经生存了一段时间的对象(年老代)时会不同，它会更多地考虑一些新创建的对象实例，因为越新创建的就越有最大的可能性被回收，老对象只是偶尔访问一下。对于大多数的Java应用来说，这个机制可以极大地提高回收效率。

　　◆紧凑内存(碎片整理)。 不像CMS，G1 会对堆进行内存整理。压缩可以消除潜在的内存碎片的问题，这样程序就可以更长时间的平滑运行。

　　◆预见性的。 G1 比起 CMS 来有更多的预见性。这个主要还是用来消除内存碎片的问题。内存的碎片少了，Stop-the-World的暂停时间也会被减少。

　　描述

　　比起其它的HotSpot 垃圾回收器来说，G1 使用了一种非常不同寻常的方法来管理堆内存的布局。在G1中，在对象新生代和老一代上没有在物理上把他们分隔开来。取而代之的是，它把一个连续的堆内存拆分成了几个相同大小的区域。新产生的对象和老的对象都会被放在一系列可能不会连续的区域中。之所以这样做，就是为了让G1可以更灵活地移动老对象所占用的资源给新的对象。

　　G1中的内存收集会发生 “疏散暂停”，当内存从一系例区域开始回收时，这些区域所引用的 collection set 会被疏散到另一些区域中，这样，我们会有一整块的内存来重新被申请。疏散会发生整个程序的暂停，但“疏散”这些内存可以被并行运行，当然，你要有多核或多线程技术来支持。绝大多数的“疏散暂停”会去收集那些可用的比较新的内存区域，因此，这和其它的 HotSpot 垃圾回收器是相同的。偶而才会去查看一下老区域中的内存是否可以回收。

　　在 CMS中，其周期性的执行一个 concurrent marking phase。 这个phase中最主要的事情是，识别哪些老的区域中充满了可以回收的对象，因为这是最有效率和最合适的回收。但在G1中，G1不会执行那个所谓的 concurrent sweeping phase， 取而代之的是，去识别那些的最合适的老的区域是在并发的“疏散暂停”中进行的(后面会做介绍)。

　　使用 G1

　　G1 目前仍然还在试验阶段，使用下面两个参数可以打开G1机制：

　　-XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseG1GC

　　下面是设置垃圾回收器的暂停时间：

　　-XX:MaxGCPauseMillis =50 (设置暂停时间为 50ms)

　　在G1中，你还可以给垃圾回收器的暂停设置一个时间间隔：

　　-XX:GCPauseIntervalMillis =200 (设置暂停时间间隔 200ms)

　　注意，上面的两个参数只是代表目标，回收器并不保证。他们可能在某些情况下工作地很好，也可能在其它情况下不行，所以，垃圾回收器并不总是服从这两个参数设置。

　　另外，新生代的内存大小可以被设置，这个参数同样会影响“疏散暂停”的时间：

　　-XX:+G1YoungGenSize=512m (设置新生代内存为 512兆字节)

　　G1 同样可以使用survivor 空间，是的，这就是多少个区域。大小可以由通用的参数所指定(如： -XX:SurvivorRatio=6).

　　最后，如果你要发挥G1的所有潜能，你可以尝试设置下面两个参数，它们默认上是关闭的，因为在一些很稀有的情况下，这两个参数会发生race condition(竞争条件):

　　-XX:+G1ParallelRSetUpdatingEnabled

　　-XX:+G1ParallelRSetScanningEnabled

　　还有一件事是G1能够报告比其它垃圾回收站更详细的信息，当然，你需要设置下面这个参数：

　　-XX:+PrintGCDetails

　　这个参数会输出很多有用的信息供你查看性能与以 trouble-shooting。如果你想要简单的日志，你可以把这个开关设置到 -verbosegc 。

　　状态

　　◆G1 开发目前主要关注于解决一些残留的稳定性的问题，以及提高性能，并且去除下面的限制：

　　◆G1 并不完全支持 JVM Tool Interface (JVM TI) 或 Java Management Extensions (JMX)，所以，这些监控和管理工具无法正确地作用于G1。

　　◆G1 不支持增量的永生代collection。如果一个应用在卸载很多的类，因些需要很多的永生代Collection，目前的G1还不支持，不过最终版会支持。

　　关于垃圾回收器的暂停时间，G1的表现比起CMS来说是时好时坏。所以，还有很多工作需要让G1的表现更加稳定，绝不能比CMS还差，不然G1还有什么意思呢?

评论

1 楼 qq360205404 2010-04-16  

需要看的不是很懂，但深入一点看的话，觉得挺有道理的