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MAT
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满足这两个条件将触发OutOfMemoryException,这将会留给系统一个微小的间隙以做一些Down之前的操作,比如手动打印Heap Dump。并不是内存被耗空的时候才抛出
可以通过指定启动参数 -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=/usr/app/data/dump/heapdump.hpro 在发生OOM的时候自动导出Dump文件
为了方便分析GC日志信息,可以指定启动参数 【-Xloggc: app-gc.log -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps】,方便详细地查看GC日志信息
但是这种计算方法,有一个致命的问题,无法解决循环引用的问题
1.标记-清除(Mark-Sweep)算法
分为标记和清除两个阶段:首先标记出所有需要回收的对象,在标记完成后统一回收所有被标记的对象。
它的主要不足有两个:
为了解决效率问题,一种称为复制(Copying)的收集算法出现了,它将可用内存按容量划分为大小相等的两块,每次只使用其中的一块。当这一块的内存用完了,就将还存活着的对象复制到另外一块上面,然后再把已使用过的内存空间一次清理掉。这样使得每次都是对整个半区进行内存回收,内存分配时也就不用考虑内存碎片等复杂情况,只要移动堆顶指针,按顺序分配内存即可,实现简单,运行高效。
复制算法的代价是将内存缩小为了原来的一半,减少了实际可用的内存。现在的商业虚拟机都采用这种收集算法来回收新生代,IBM公司的专门研究表明,新生代中的对象98%是“朝生夕死”的,所以并不需要按照1:1的比例来划分内存空间,而是将内存分为一块较大的Eden空间和两块较小的Survivor空间,每次使用Eden和其中一块Survivor。当回收时,将Eden和Survivor中还存活着的对象一次性地复制到另外一块Survivor空间上,最后清理掉Eden和刚才用过的Survivor空间。HotSpot虚拟机默认Eden和Survivor的大小比例是8:1,也就是每次新生代中可用内存空间为整个新生代容量的90%(80%+10%),只有10%的内存会被“浪费”。当然,98%的对象可回收只是一般场景下的数据,我们没有办法保证每次回收都只有不多于10%的对象存活,当Survivor空间不够用时,需要依赖其他内存(这里指老年代)进行分配担保(Handle Promotion)。
复制收集算法在对象存活率较高时就要进行较多的复制操作,效率将会变低。更关键的是,如果不想浪费50%的空间,就需要有额外的空间进行分配担保,以应对被使用的内存中所有对象都100%存活的极端情况,所以在老年代一般不能直接选用这种算法。根据老年代的特点,有人提出了另外一种标记-整理(Mark-Compact)算法,标记过程仍然与标记-清除算法一样,但后续步骤不是直接对可回收对象进行清理,而是让所有存活的对象都向一端移动,然后直接清理掉端边界以外的内存。
当前商业虚拟机的垃圾收集都采用分代收集(Generational Collection)算法,这种算法并没有什么新的思想,只是根据对象存活周期的不同将内存划分为几块。一般是把Java堆分为新生代和老年代,这样就可以根据各个年代的特点采用最适当的收集算法。在新生代中,每次垃圾收集时都发现有大批对象死去,只有少量存活,那就选用复制算法,只需要付出少量存活对象的复制成本就可以完成收集。而老年代中因为对象存活率高、没有额外空间对它进行分配担保,就必须使用标记—清理或者标记—整理算法来进行回收。
图中展示了7种作用于不同分代的收集器,如果两个收集器之间存在连线,则说明它们可以搭配使用。虚拟机所处的区域则表示它是属于新生代还是老年代收集器。
新生代收集器(全部的都是复制算法):Serial、ParNew、Parallel Scavenge
老年代收集器:CMS(标记-清理)、Serial Old(标记-整理)、Parallel Old(标记整理)
整堆收集器: G1(一个Region中是标记-清除算法,2个Region之间是复制算法)
同时,先解释几个名词:
1,并行(Parallel):多个垃圾收集线程并行工作,此时用户线程处于等待状态
2,并发(Concurrent):用户线程和垃圾收集线程同时执行
3,吞吐量:运行用户代码时间/(运行用户代码时间+垃圾回收时间)
1.Serial收集器是最基本的、发展历史最悠久的收集器。
**特点:**单线程、简单高效(与其他收集器的单线程相比),对于限定单个CPU的环境来说,Serial收集器由于没有线程交互的开销,专心做垃圾收集自然可以获得最高的单线程手机效率。收集器进行垃圾回收时,必须暂停其他所有的工作线程,直到它结束(Stop The World)。
应用场景:适用于Client模式下的虚拟机。
Serial / Serial Old收集器运行示意图
2.ParNew收集器其实就是Serial收集器的多线程版本。
除了使用多线程外其余行为均和Serial收集器一模一样(参数控制、收集算法、Stop The World、对象分配规则、回收策略等)。
特点:多线程、ParNew收集器默认开启的收集线程数与CPU的数量相同,在CPU非常多的环境中,可以使用-XX:ParallelGCThreads参数来限制垃圾收集的线程数。
和Serial收集器一样存在Stop The World问题
应用场景:ParNew收集器是许多运行在Server模式下的虚拟机中首选的新生代收集器,因为它是除了Serial收集器外,唯一一个能与CMS收集器配合工作的。
ParNew/Serial Old组合收集器运行示意图如下:
3.Parallel Scavenge 收集器与吞吐量关系密切,故也称为吞吐量优先收集器。
特点:属于新生代收集器也是采用复制算法的收集器,又是并行的多线程收集器(与ParNew收集器类似)。
该收集器的目标是达到一个可控制的吞吐量。还有一个值得关注的点是:GC自适应调节策略(与ParNew收集器最重要的一个区别)
GC自适应调节策略:Parallel Scavenge收集器可设置-XX:+UseAdptiveSizePolicy参数。当开关打开时不需要手动指定新生代的大小(-Xmn)、Eden与Survivor区的比例(-XX:SurvivorRation)、晋升老年代的对象年龄(-XX:PretenureSizeThreshold)等,虚拟机会根据系统的运行状况收集性能监控信息,动态设置这些参数以提供最优的停顿时间和最高的吞吐量,这种调节方式称为GC的自适应调节策略。
Parallel Scavenge收集器使用两个参数控制吞吐量:
4.Serial Old是Serial收集器的老年代版本。
特点:同样是单线程收集器,采用标记-整理算法。
应用场景:主要也是使用在Client模式下的虚拟机中。也可在Server模式下使用。
Server模式下主要的两大用途(在后续中详细讲解···):
Serial / Serial Old收集器工作过程图(Serial收集器图示相同):
5.Parallel Old是Parallel Scavenge收集器的老年代版本。
特点:多线程,采用标记-整理算法。
应用场景:注重高吞吐量以及CPU资源敏感的场合,都可以优先考虑Parallel Scavenge+Parallel Old 收集器。
Parallel Scavenge/Parallel Old收集器工作过程图:
6.CMS收集器是一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器。
特点:基于标记-清除算法实现。并发收集、低停顿。
应用场景:适用于注重服务的响应速度,希望系统停顿时间最短,给用户带来更好的体验等场景下。如web程序、b/s服务。
CMS收集器的运行过程分为下列4步:
初始标记:标记GC Roots能直接到的对象。速度很快但是仍存在Stop The World问题。
并发标记:进行GC Roots Tracing 的过程,找出存活对象且用户线程可并发执行。
重新标记:为了修正并发标记期间因用户程序继续运行而导致标记产生变动的那一部分对象的标记记录。仍然存在Stop The World问题。
并发清除:对标记的对象进行清除回收。
CMS收集器的内存回收过程是与用户线程一起并发执行的。
CMS收集器的工作过程图:
CMS收集器的缺点:
7.G1收集器一款面向服务端应用的垃圾收集器。
特点如下:
并行与并发:G1能充分利用多CPU、多核环境下的硬件优势,使用多个CPU来缩短Stop-The-World停顿时间。部分收集器原本需要停顿Java线程来执行GC动作,G1收集器仍然可以通过并发的方式让Java程序继续运行。
分代收集:G1能够独自管理整个Java堆,并且采用不同的方式去处理新创建的对象和已经存活了一段时间、熬过多次GC的旧对象以获取更好的收集效果。
空间整合:G1运作期间不会产生空间碎片,收集后能提供规整的可用内存。
可预测的停顿:G1除了追求低停顿外,还能建立可预测的停顿时间模型。能让使用者明确指定在一个长度为M毫秒的时间段内,消耗在垃圾收集上的时间不得超过N毫秒。
G1收集器运行示意图:
关于gc的选择
除非应用程序有非常严格的暂停时间要求,否则请先运行应用程序并允许VM选择收集器(如果没有特别要求。使用VM提供给的默认GC就好)。
如有必要,调整堆大小以提高性能。 如果性能仍然不能满足目标,请使用以下准则作为选择收集器的起点:
这些准则仅提供选择收集器的起点,因为性能取决于堆的大小,应用程序维护的实时数据量以及可用处理器的数量和速度。
如果推荐的收集器没有达到所需的性能,则首先尝试调整堆和新生代大小以达到所需的目标。 如果性能仍然不足,尝试使用其他收集器。
总体原则:减少STOP THE WORD时间,使用并发收集器(比CMS+ParNew,G1)来减少暂停时间,加快响应时间,并使用并行收集器来增加多处理器硬件上的总体吞吐量。
原因:
1、字符串存在永久代中,容易出现性能问题和内存溢出。
2、类及方法的信息等比较难确定其大小,因此对于永久代的大小指定比较困难,太小容易出现永久代溢出,太大则容易导致老年代溢出。
3、永久代会为 GC 带来不必要的复杂度,并且回收效率偏低。
1,每个加载器有专门的存储空间。
2,不会单独回收某个类。
3,元空间里的对象的位置是固定的。
4,如果发现某个加载器不再存货了,会把相关的空间整个回收
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