JVM 垃圾回收器

Java 堆内存被划分为新生代和年老代两部分，新生代主要使用复制和标记-清除垃圾回收算法；老年代主要使用标记-整理垃圾回收算法，因此 java 虚拟中针对新生代和年老代分别提供了多种不同的垃圾收集器。

图片来自ProcessOn

1、使用Serial 收集器

使用-XX:+UseSerialGC参数配置 , 新生代使用Serial GC， 老年代自动使用Serial Old GC，Serial 是最基本垃圾收集器，使用复制算法。 Serial 是一个单线程的收集器，它不但只会使用一个 CPU 或一条线程去完成垃圾收集工作，并且在进行垃圾收集的同时，必须暂停其他所有的工作线程（Stop the world），直到垃圾收集结束。

Serial 垃圾收集器虽然在收集垃圾过程中需要暂停所有其他的工作线程，但是它简单高效，对于限定单个 CPU 环境来说，是没有线程交互开销，可以获得最高的单线程垃圾收集效率，因此 Serial垃圾收集器依然是 java 虚拟机运行在 Client 模式下默认的新生代垃圾收集器。

Serial 与Serial Old GC示意图

控制台输出GC信息

2、使用Parallel与ParallelOld 收集器

使用-XX:+UserParallelGC / -XX:UseParallelOldGC，分别设置新生代使用Parallel Scavenge GC , 老年代使用Parallel Old GC， 为JDK8默认的GC回收器，

控制台日志打印如下：

控制台打印输出使用GC

Parallel Scavenge 收集器也是一个新生代垃圾收集器，同样使用复制算法，也是一个多线程的垃圾收集器， 它重点关注的是程序达到一个可控制的吞吐量（Thoughput， CPU 用于运行用户代码的时间/CPU 总消耗时间，即吞吐量=运行用户代码时间/(运行用户代码时间+垃圾收集时间)），高吞吐量可以最高效率地利用 CPU 时间，尽快地完成程序的运算任务，主要适用于在后台运算而不需要太多交互的任务。 Parallel Old 正是为了在年老代同样提供吞吐量优先的垃圾收集器， 如果系统对吞吐量要求比较高，可以优先考虑新生代Parallel Scavenge和年老代 Parallel Old 收集器的搭配策略。

Parallel Scavenge与Parallel Old垃圾回收示意图

3、使用CMS 收集器

使用-XX:+UseConcMarkSweepGC ,新生代使用ParNew GC , 老年代使用CMS GC 与Serial Old GC， Serial Old GC将作为CMS出错的后备收集器。Concurrent mark sweep(CMS)收集器是一种年老代垃圾收集器，其最主要目标是获取最短垃圾回收停顿时间， 和其他年老代使用标记-整理算法不同，它使用多线程的标记-清除算法。最短的垃圾收集停顿时间可以为交互比较高的程序提高用户体验。CMS 工作机制相比其他的垃圾收集器来说更复杂。整个过程分为以下 4 个阶段：

初始标记

只是标记一下 GC Roots 能直接关联的对象，速度很快，仍然需要暂停所有的工作线程。

并发标记

进行 GC Roots 跟踪的过程，和用户线程一起工作，不需要暂停工作线程。

重新标记

为了修正在并发标记期间，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，仍然需要暂停所有的工作线程。

并发清除

清除 GC Roots 不可达对象，和用户线程一起工作，不需要暂停工作线程。由于耗时最长的并发标记和并发清除过程中，垃圾收集线程可以和用户现在一起并发工作， 所以总体上来看CMS 收集器的内存回收和用户线程是一起并发地执行。

CMS GC回收器

控制台打印输出使用GC

4、 使用G1 收集器

使用-XX:+UseG1GC参数配置，Garbage fifirst 垃圾收集器是目前垃圾收集器理论发展的最前沿成果，相比于 CMS 收集器， G1 收集器两个最突出的改进是：

1. 基于标记-整理算法，不产生内存碎片。

2. 可以非常精确控制停顿时间，在不牺牲吞吐量前提下，实现低停顿垃圾回收。G1 收集器避免全区域垃圾收集，它把堆内存划分为大小固定的几个独立区域，并且跟踪这些区域的垃圾收集进度，同时在后台维护一个优先级列表，每次根据所允许的收集时间， 优先回收垃圾最多的区域。区域划分和优先级区域回收机制，确保 G1 收集器可以在有限时间内获得最高的垃圾收集效率

G1收集器的日志打印

//JAVA 输出垃圾收集器方法List<GarbageCollectorMXBean> gcbeans = ManagementFactory.getGarbageCollectorMXBeans();for (GarbageCollectorMXBean gcbean : gcbeans) {    System.out.println("alioolog gcbean："+ JSON.toJSONString( gcbean ));}

综合：JVM调优需要根据业务场景， 在内存分配较小的情况下比如说4G使用CMS或者Parallel已经能够满足需求， 如果业务场景下还是需要调优推荐使用G1， G1已经是JDK9默认的垃圾收集器，性能表现更出色， 甚至升级更高的JDK版本使用ZGC收集器。