JVM调优基础到进阶

GC和GC Tuning GC的基础知识 1.什么是垃圾

C语言申请内存:malloc free

C++: new delete

c/C++ 手动回收内存

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:

忘记回收

多次回收

没有任何引用指向的一个对象或者多个对象(循环引用)

2.如何定位垃圾

引用计数(ReferenceCount)

根可达算法(RootSearching)

3.常见的垃圾回收算法

标记清除(mark sweep) - 位置不连续 产生碎片 效率偏低(两遍扫描)

拷贝算法 (copying) - 没有碎片,浪费空间

标记压缩(mark compact) - 没有碎片,效率偏低(两遍扫描,指针需要调整)

4.JVM内存分代模型(用于分代垃圾回收算法)

部分垃圾回收器使用的模型

除Epsilon ZGC Shenandoah之外的GC都是使用逻辑分代模型

G1是逻辑分代,物理不分代

除此之外不仅逻辑分代,而且物理分代

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

永久代 元数据 - Class

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)

字符串常量 1.7 - 永久代,1.8 - 堆

MethodArea逻辑概念 - 永久代、元数据

新生代 = Eden + 2个suvivor区

YGC回收之后,大多数的对象会被回收,活着的进入s0

再次YGC,活着的对象eden + s0 -> s1

再次YGC,eden + s1 -> s0

年龄足够 -> 老年代 (15 CMS 6)

s区装不下 -> 老年代

老年代

顽固分子

老年代满了FGC Full GC

GC Tuning (Generation)

尽量减少FGC

MinorGC = YGC

MajorGC = FGC

对象分配过程图

动态年龄:(不重要)
https://www.jianshu.com/p/989d3b06a49d

分配担保:(不重要)
YGC期间 survivor区空间不够了 空间担保直接进入老年代
参考:https://cloud.tencent.com/developer/article/1082730

5.常见的垃圾回收器

垃圾回收器的发展路线,是随着内存越来越大的过程而演进
从分代算法演化到不分代算法
Serial算法 几十兆
Parallel算法 几个G
CMS 几十个G - 承上启下,开始并发回收 -
.- 三色标记 -

JDK诞生 Serial追随 提高效率,诞生了PS,为了配合CMS,诞生了PN,CMS是1.4版本后期引入,CMS是里程碑式的GC,它开启了并发回收的过程,但是CMS毛病较多,因此目前任何一个JDK版本默认是CMS
并发垃圾回收是因为无法忍受STW

Serial 年轻代 串行回收

PS 年轻代 并行回收

ParNew 年轻代 配合CMS的并行回收

SerialOld

ParallelOld

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
想象一下:
PS + PO -> 加内存 换垃圾回收器 -> PN + CMS + SerialOld(几个小时 - 几天的STW)
几十个G的内存,单线程回收 -> G1 + FGC 几十个G -> 上T内存的服务器 ZGC
算法:三色标记 + Incremental Update

G1(200ms - 10ms)
算法:三色标记 + SATB

ZGC (10ms - 1ms) PK C++
算法:ColoredPointers + LoadBarrier

Shenandoah
算法:ColoredPointers + WriteBarrier

Eplison

PS 和 PN区别的延伸阅读:
▪https://docs.oracle.com/en/java/javase/13/gctuning/ergonomics.html#GUID-3D0BB91E-9BFF-4EBB-B523-14493A860E73

垃圾收集器跟内存大小的关系

Serial 几十兆

PS 上百兆 - 几个G

CMS - 20G

G1 - 上百G

ZGC - 4T - 16T(JDK13)

1.8默认的垃圾回收:PS + ParallelOld

常见垃圾回收器组合参数设定:(1.8)

-XX:+UseSerialGC = Serial New (DefNew) + Serial Old

小型程序。默认情况下不会是这种选项,HotSpot会根据计算及配置和JDK版本自动选择收集器

-XX:+UseParNewGC = ParNew + SerialOld

这个组合已经很少用(在某些版本中已经废弃)

https://stackoverflow.com/questions/34962257/why-remove-support-for-parnewserialold-anddefnewcms-in-the-future

-XX:+UseConc(urrent)MarkSweepGC = ParNew + CMS + Serial Old

-XX:+UseParallelGC = Parallel Scavenge + Parallel Old (1.8默认) 【PS + SerialOld】

-XX:+UseParallelOldGC = Parallel Scavenge + Parallel Old

-XX:+UseG1GC = G1

Linux中没找到默认GC的查看方法,而windows中会打印UseParallelGC

java +XX:+PrintCommandLineFlags -version

通过GC的日志来分辨

Linux下1.8版本默认的垃圾回收器到底是什么?

1.8.0_181 默认(看不出来)Copy MarkCompact

1.8.0_222 默认 PS + PO

JVM调优第一步,了解JVM常用命令行参数

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

HotSpot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

java -version

java -X

java -XX:+PrintFlagsWithComments //只有debug版本能用

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