JVM系列--还不会选择合适的垃圾收集器？

Java是流行多年的编程语言，深受广大小伙伴的欢迎，其主要有两个特点：

• 跨平台：write once run anywhere,一次编写，到处运行。这里的一次编写指的是从.java文件被编译成.class文件的过程。到处运行：是指安装了JVM的不同操作系统（平台），c.lass文件就可以在该平台上进行运行了，有JVM负责解释或者编译执行字节码。
• 垃圾回收：程序员不用再像使用C或者C++开发时候关心内存的分配和释放了，内存的管理是有垃圾回收器来管理的，减少了内存泄漏的概率。垃圾回收器由JVM的后台线程实现垃圾对象的回收。

垃圾收集器

JVM中的垃圾收集器一直在不断发展中，比较成熟的垃圾回收器有串行回收器、并行回收器、标记回收器、垃圾优先回收器等，JDK11中引入了ZGC，JDK12中引入另外一款垃圾回收器Shenandoah。

虽然垃圾回收器在不断更新，但是垃圾收集算法基本没变：

复制、标记清除、标记压缩。

不同的垃圾收集器都是基于上面这些基本方法实现的，不同垃圾收集器的区别在于亮点：

1. 使用的算法不一样
2. 实现是后台线程采用的并行/并发方式不一样

本文主要来聊下面几种垃圾回收器的特性及如何选择

参考：JVM的7种垃圾收集器的特点及使用场景

G1收集器

G1 的全称是 Garbage-First，意为垃圾优先，哪一块的垃圾最多就优先清理它。

G1 GC 最主要的设计目标是：将STW(stop the world) 停顿的时间和分布，变成可预期且可配置的。

事实上，G1 GC 是一款软实时垃圾收集器，可以为其设置某项特定的性能指标。例如可以指定：在任意 xx 毫秒时间范围内，STW停顿不得超过 yy 毫秒。举例说明：任意 1 秒内暂停时间不超过 5 毫秒。G1 GC 会尽力达成这个目标（有很大概率会满足，但并不完全确定）。

JDK 7开始使用，JDK8非常成熟，JD 9默认的垃圾收集器，适用于新老生代。

G1致力于在多CPU和大内存服务器上对垃圾回收提供软实时目标（soft real -time goal）和高吞吐量（high throuhput）。

判断是否需要使用G1收集器？

1. 50%以上的堆被存活对象占用
2. 对象分配和晋升的速度变化非常大
3. 垃圾回收时间比较长

ZGC收集器

ZGC(Z Garbage Collector)作为一种比较新的收集器，目前还没有得到大范围的关注。作为一款低延迟的垃圾收集器，它有如下几个亮点：

•停顿时间不会超过 10ms•停顿时间不会随着堆的增大而增大（控制停顿时间在10ms内）

•支持堆的大小范围很广（8MB-16TB）

在ZGC中，连逻辑上的也是重新定义了堆空间（不区分年轻代和老年代），只分为一块块的page，每次进行GC时，都会对page进行压缩操作，所以没有碎片问题。虽然ZGC属于很新的GC技术, 但优点不一定真的出众，ZGC只在特定情况下具有绝对的优势, 如巨大的堆和极低的暂停需求。而实际上大多数开发在这两方面都不太成问题(尤其是在服务器端), 而对GC的性能/效率更在意。也有一种观点认为ZGC是为大内存、多cpu而生，它通过分区的思路来降低STW。

垃圾收集器分类

• 串行收集器--->Serial和Serial Old，只能有一个垃圾回收线程执行，用户线程暂停。 适用于内存比较小的嵌入式设备 。
• 并行收集器[吞吐量优先]--->Parallel Scanvenge、Parallel Old，多条垃圾收集线程并行工作，但此时用户线程仍然处于等待状态。 适用于科学计算、后台处理等若交互场景 。
• 并发收集器[停顿时间优先]--->CMS、G1，用户线程和垃圾收集线程同时执行(但并不一定是并行的，可能是交替执行的)，垃圾收集线程在执行的时候不会停顿用户线程的运行。 适用于相对时间有要求的场景，比如 Web 。

如何理解理解吞吐量和停顿时间

• 停顿时间->垃圾收集器 进行 垃圾回收终端应用执行响应的时间
• 吞吐量->运行用户代码时间/(运行用户代码时间+垃圾收集时间)

停顿时间越短就越适合需要和用户交互的程序，良好的响应速度能提升用户体验；高吞吐量则可以高效地利用CPU时间，尽快完成程序的运算任务，主要适合在后台运算而不需要太多交互的任务。

小结：这两个指标也是评价垃圾回收器好处的标准，其实调优也就是在观察者两个变量。

如何选择合适的垃圾收集器

• 优先调整堆的大小让服务器自己来选择
• 如果内存小于100M，使用串行收集器
• 如果是单核，并且没有停顿时间要求，使用串行或JVM自己选
• 如果允许停顿时间超过1秒，选择并行或JVM自己选
• 如果响应时间最重要，并且不能超过1秒，使用并发收集器

如何开启需要的垃圾收集器

• 串行 -XX：+UseSerialGC -XX：+UseSerialOldGC
• 并行(吞吐量优先)： -XX：+UseParallelGC -XX：+UseParallelOldGC
• 并发收集器(响应时间优先) -XX：+UseConcMarkSweepGC -XX：+UseG1GC