GC基础知识

• 什么是垃圾

​ 没有任何引用指向的一个对象或多个对象(循环引用)

• 如何找到垃圾

  • 引用计数(ReferenceCount)，缺点：无法解决循环引用
  • 根可达算法(RootSearching)，从根开始查找，找到对象是有用的，找不到的对象为垃圾。

• 常见的垃圾回收算法

  1. 标记清除(mark sweep)

  缺点：位置不连续，产生碎片，效率偏低（需要进行两遍扫描)

  适用情况：算法相对简单，适用于存活对象比较多的情况
  

  2. 拷贝算法 (copying)

     说明：没有碎片，浪费空间，复制移动对象，需要调整对象引用

     适用情况：适用于存活对象较少的情况 只扫描一次

     

  3. 标记压缩(mark compact)

     说明：没有碎片，效率偏低（两遍扫描，指针需要调整）

  

• JVM堆内存分代模型(用于分代垃圾回收算法)

  堆内存分代模型是部分垃圾回收器使用的模型，除Epsilon ZGC Shenandoah 之外的GC都使用逻辑分代模型，但是G1 是逻辑分代 物理不分代，除此之外都是逻辑分代 而且物理分代。

  

• 垃圾回收类型和对象分配过程

  1. 垃圾回收类型

     上一个点解释了堆内存分代模型，这里统一下概念：MinorGC=YGC指的是新生代即Y区的垃圾回收，MajorGC=FGC指的是老年代分配不下或是满了发生的GC，包括新生代和老年代。

  2. 对象如何分配

​ 对照流程图，分配过程：

	> 1. new对象后优先在栈上分配，栈上分配的对象`pop`后就消失；
	> 2. 是否是大对象(Y区分配不下的对象)？是就分配到O区，O区发生FGC后回收
	> 3. 不是大对象，优先分配TLAB(Thread Local Allocation Buffer线程本地分配缓存)上，分配不下就分配到Eden区 。

3. 了解栈上分配、TLAB、分配担保机制和升代

• 常见的垃圾回收器

  常见的垃圾回收器有Serial/SerialOld、ParallelScavenge/ParallelOld、ParNew/CMS、G1、ZGC、Shenandoah、Epsilon。Serial/SerialOld、ParallelScavenge/ParallelOld、ParNew/CMS是分代的垃圾回收器，G1是逻辑上分代物理上不分代，ZGC和Shenandoah是不分代，Epsilon是JDK调试用的垃圾回收器。

  历史：JDK诞生，Serial追随，为了提供效率诞生PS,为配合CMS，诞生PN,CMS是1.4后期引入的，CMS是里程碑式的GC,但是CMS毛病比较多，因此目前没有任何一个JDK版本默认CMS。

• Serial

  年轻代 串行回收

  

• SerialOld

  老年代 串行回收

  

• PS(ParallelScavenge)

  年轻代 并行回收

  

• PO(ParallelOld)

  老年代 并行回收

  

• PN(ParNew)

  年轻代 增强版PS配合CMS的并行回收。PN 和 PS区别？PN 响应时间优先；PS吞吐量优先

• CMS(ConcurrentMarkSweep)

  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(200ms)；

  CMS问题比较多，所以现在没有一个版本默认是CMS，只能手工指定；

  CMS既然是MarkSweep，就一定会有碎片化的问题，碎片到达一定程度，CMS的老年代分配对象分配不下的时候，使用SerialOld 进行老年代回收，STW无法忍受；

  使用的算法：三色标记+Increamental Update

• G1

  STW可以达到10ms

  算法：三色标记+SATB

• ZGC

  STW号称可以达到1ms

  算法：颜色指针ColoredPointers + LoadBarrier

• Shenandaoh

  算法：ColoredPointers + WriteBarrier

• 垃圾回收器和内存大小的关系

  Serial 几十兆

  PS 上百兆-几个G

  CMS 20G左右

  G1 上百G

  ZGC 4T-16T(JDK13可以支持)