jvm-第四节垃圾回收器的细节实现

垃圾回收器串 HostSpot 实现本知识点概况的细节

1. 并发标记和三色标记
2. 在不同的垃圾回收期(G1、CMS对比)下，GC并发泄漏标问题的处理方案
3. 跨代引用
4. 安全点和安全区域
5. gc参数(理解)
6. 其他垃圾回收期(理解)

1. 三色标记诞生的历史：三色标记前有一个标记清除算法。根据可达性，可达性设置为1，不可达性设置为0。完成后，可以统一清理，但不能异步。因此，stw需要很长时间。对于需要实时性的系统，如果不可接受，则有可异步的三色标记
2. 三色标记的概念：三色分别是黑色 灰 白色，支持并发

1. 黑色：跟随对象，所有引用都被扫描
2. 灰色：扫描本身，但引用的对象尚未扫描
3. 白：未扫描

1. 三色标记遗漏问题：原因是在并发扫描过程中，引用发生了变化，以下三张图片为例

1. 下图描述了扫描时引用的变化

2. 如何解决这个漏标问题，以下是cms和g1的解决方案

1. incremental解决漏标的cms update:当一个白色对象被一个黑色对象引用时，将黑色标记为灰色并重新扫描；
2. satbbg1解决漏标：stab是快照。当一个对象被修改时，它将被标记，然后颜色将改为灰色，并在下次回收时进行处理。标记为黑色

1. 跨代引用的问题：堆分为新一代、老一代，如果老一代的对象引用了新一代的对象，新一代的回收就会扫描整个老一代，费用太高，
2. 解决方案1-记忆集：rset,相当于一个位图记录，新生代和老年人之间的引用关系可以避免扫描整个老年人
3. 解决方法2-cardTable:是记录堆内存区域是否修改的数据结构，按页面划分表格，记录修改后的页面，垃圾回收时只扫描dirty页面，避免全面扫描

1. 安全点功能：所有线程进入安全点，用户线程暂停，GC线程开始工作
2. 什么是安全点：例如，方法调用、循环跳转和异常跳转。一般来说，这些指令会产生安全点。在执行过程中，用户线程将继续轮换安全点。如果发现为true，则主动将其挂在最近的安全点上
3. 安全区域的作用：所有线程进入安全点，用户线程暂停，GC线程开始工作；代码引用关系不会改变；其次，如果线程一直是sleep，block，程序不能进入安全点，
4. 什么是安全区？举个例子 sychronized

private static Selector selector;private static void processRequests() {    // 进入安全区    synchronized(selector) {        // 在安全区域内进行 I/O 操作        selector.select();        // 处理 I/O 事件        Set<SelectionKey> selectedKeys = selector.selectedKeys();        Iterator<SelectionKey> keyIterator = selectedKeys.iterator();        while(keyIterator.hasNext()) {            SelectionKey key = keyIterator.next();            if(key.isAcceptable()) {                // 处理连接请求            } else if (key.isReadable()) {                // 处理读事件            } else if (key.isWritable()) {                // 处理写事件            }            keyIterator.remove();        }    }    // 离开安全区，其它计算    // ...}

1. 上面是一个gc日志
2. GC常用参数

GC 常用参数-Xmn -Xms -Xmx –Xss 年轻代 最小堆 最大堆 栈空间-XX:+UseTLAB 使用 TLAB，默认打开-XX:+PrintTLAB 打印 TLAB 的使用情况-XX:TLABSize 设置 TLAB 大小-XX:+DisableExplicitGC 用于禁用对调用处理的选项 System.gc() -XX:+PrintGC 查看 GC 基本信息-XX:+PrintGCDetails 查看 GC 详细信息-XX:+PrintHeapAtGC 每次一次 GC 后，打印堆信息-XX:+PrintGCTimeStamps 启用在每个 GC 打印时间戳的功能-XX:+PrintGCApplicationConcurrentTime 打印应用程序时间(低) -XX:+PrintGCApplicationStoppedTime 打印暂停时间(低)-XX:+PrintReferenceGC 记录回收了多少种不同类型的引用(重要性低)-verbose:class 详细的类加载过程-XX:+PrintVMOptions 当程序运行时，打印虚拟机接收的命令行显示参数-XX:+PrintFlagsFinal -XX:+PrintFlagsInitial 打印所有的 JVM 参数，查看一切 JVM 参数启动的初始值(必须使用)-XX:MaxTenuringThreshold 升代年龄，最大值 15, 并行(吞吐量)收集器的默认值为 15，而 CMS 收集器的默认值为 6。 Parallel 常用参数-XX:SurvivorRatio 设置伊甸园空间大小与幸存者空间大小之间的比例。在默认情况下，该选项设置为 8-XX:PreTenureSizeThreshold 大对象有多大，大于这个值的参数直接在老年人分配-XX:MaxTenuringThreshold 升级年龄，最大值 15, 并行(吞吐量)收集器的默认值为 15，而 CMS 收集器的默认值为 6。-XX:+ParallelGCThreads 并行收集器的线程数也适用于 CMS，一般设为和 CPU 核数相同-XX:+UseAdaptiveSizePolicy CMS自动选择各区大小比例CMS 常用参数-XX:+UseConcMarkSweepGC 启用 CMS 垃圾回收器-XX:+ParallelGCThreads 并行收集器的线程数也适用于 CMS，一般设为和 CPU 核数相同

1. 传统的垃圾回收期：内存占用、吞吐量、延迟只能满足两个要求，现在延迟指标越来越重要，有低延迟垃圾回收器

Eplison(了解)这个垃圾回收器不能进行垃圾回收，是一个“不工作”的垃圾回收器，由 RedHat 退出时，还负责堆的管理和布局、对象的分配、与解释器的合作、与编译器的合作、与监控子系统的合作，主要用于需要剥离垃圾收集器影响的性能测试和压力测试。ZGC(了解)有类似的相似之处 G1 的 Region，但是没有分代。标志性设计是染色指针 ColoredPointers(可以理解这个概念)，染色指针有 4TB 内存限制，但效率极高，是一种在指针上存储少量额外信息的技术。它几乎可以实现整个收集过程的并发性和短期性 STW 也只与 GC Roots 大小与堆空间内存的大小无关，因此考试科目1实现了任何堆空间 STW 目标时间小于10毫秒。Shenandoah(了解)第一款不是 Oracle 该公司开发的垃圾回收器，类似于 G1 的 Region，但没有分代。还使用了染色指针 ColoredPointers。效率没有 ZGC 目标高，几十毫秒左右。

1. 垃圾回收器 从cms到g1发展的变化，如漏标处理、跨代引用处理等；
2. 安全点与安全区域的区别