【怎么去进行垃圾回收呢？就是使用垃圾回收器进行垃圾回收的！】
【GC：Garbage Collection，垃圾回收。GC：Garbage Collector，垃圾回收器。】
【JDK逐渐演进时，不同JDK版本的变化点在哪里查看呢？传送门：http://openjdk.java.net/jeps/0】
【尚硅谷宋红康Java12&13新特性教程：https://www.bilibili.com/video/BV1jJ411M7kQ?p=1】
【这里的线程数是指：用于垃圾回收的线程数。上图中，橙色代表着垃圾回收线程。上图左边：垃圾回收线程只有一个，代表的是串行垃圾回收器。上图右边：垃圾回收线程有多个，代表的是并行垃圾回收器。具体的串行、并行、并发的概念详看第四章：】
【这里的工作模式是指：垃圾回收线程是否与用户线程并发执行的概念。如果是与用户线程并发执行，则是并发式垃圾回收器。如果不是与用户线程并发执行，则是独占式垃圾回收器。对于并发式垃圾回收器，用户线程是与垃圾回收线程并发执行的，它们之间交替工作，可以尽可能的减少应用程序的停顿时间。对于独占式垃圾回收器，一旦垃圾回收线程运行了，就会暂时停止应用程序当中的所有用户线程，直到垃圾回收过程完全结束为止。】
【这里的碎片处理方式是指：垃圾回收结束之后，有没有对内存做压缩整理。如果做了内存的压缩整理，则是压缩式垃圾回收器。如果没有做内存的压缩整理，则是非压缩式垃圾回收器。对于压缩式垃圾回收器，再次给新的java对象分配内存空间的时候，使用的是指针碰撞的方式进行内存分配。对于非压缩式垃圾回收器，再次给新的java对象分配内存空间的时候，使用的是空闲列表的方式进行内存分配。】【根据垃圾回收器回收的内存空间来分：年轻代垃圾回收器、老年代垃圾回收器。】
【评价GC的性能指标，主要有三个：（1）吞吐量：用户线程运行时间占总运行时间的比例。其中，总运行时间=用户线程运行时间+垃圾回收线程运行时间。所以，我们追求的是用户线程运行时间越长越好，也即吞吐量越大越好。（2）用户线程被暂停的时间：所以，我们追求的是用户线程被暂停的时间越短越好。（3）内存占用：java堆区所占的内存大小。（4）垃圾回收频率：垃圾回收线程执行的频率，并不是说垃圾回收频率越低，每次进行垃圾回收时用户线程暂停的时间就短，反而是长的。】
【吞吐量：是指CPU运行用户线程的时间占CPU总消耗时间的比例，所以，吞吐量越大越好】
【上图1：从一段时间上来看，图1表示的是垃圾回收的频率比较低，但是，每一次垃圾回收所花费的时间比较多。上图2：从一段时间上来看，图2表示的是垃圾回收的频率比较高，但是，每一次垃圾回收所花费的时间都比较少。所以，从整体上来看，图1的吞吐量是比图2的吞吐量高的。而我们更喜欢追求的：在最大吞吐量优先的前提下，降低延迟时间；或者说，在给定延迟时间的前提下，尽可能的提高系统的吞吐量。】
【目前，我们追求的目标是：在可控的暂停时间范围之内，尽可能大的提高吞吐量。其中，这个可控的暂停时间范围是指，用户可以接受的系统停顿时间。在这个停顿时间范围之内，我们尽可能的提高系统吞吐量。】
【实际上，不同的垃圾回收器是和JVM紧密相连的，不同的厂商，它们所生产出来的JVM的版本也是不一样的（比如Oracle/IEM/RedHat），不同版本的JVM所使用的垃圾回收器也是有区别的。下面，吧啦吧啦。。。】
【垃圾收集器官方文档：https://www.oracle.com/technetwork/java/javase/tech/memorymanagement-whitepaper-1-150020.pdf】
【7款经典的垃圾收集器与垃圾分代之间的关系。垃圾收集器的组合关系，已经更新到JDK14。】
【JDK版本演进带来的变化，在这里查询：http://openjdk.java.net/jeps/0】【没有一个放之四海皆准的垃圾回收器，不同的垃圾回收器，它们的应用场景不同，所以出现了多款垃圾回收器，以及它们之间的组合。熟记它们，以及它们之间的组合方式。】
package com.atguigu.java;
import java.util.ArrayList;
/**
* @author shkstart shkstart@126.com
* @create 2020 0:10
*/
public class GCUseTest {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<byte[]> list = new ArrayList<>();
while(true){
byte[] arr = new byte[100];
list.add(arr);
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
【上面截图说明：在JDK8中，默认情况下，年轻代使用ParallelGC，同时 老年代会自动使用ParallelOldGC，它们俩搭配使用】
【上面截图说明：在JDK9中，默认情况下，年轻代和老年代同时使用G1GC，G1既可以回收新生代，也可以回收老年代。】
package com.atguigu.java;
import java.util.ArrayList;
/**
运行此程序时的JVM参数：
-XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+UseSerialGC:表明新生代使用Serial GC ，同时老年代自动使用Serial Old GC
* @author shkstart shkstart@126.com
* @create 2020 0:10
*/
public class GCUseTest {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<byte[]> list = new ArrayList<>();
while(true){
byte[] arr = new byte[100];
list.add(arr);
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
【注意：上面这张截图只是针对ParNewGC的一种搭配使用方式罢了。JDK14之后，ParNewGC的位置比较尴尬，因为它的搭配GC都被废弃或者移除了。】
package com.atguigu.java;
import java.util.ArrayList;
/**
运行此程序时的JVM参数：
-XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+UseSerialGC:表明新生代使用Serial GC ，同时老年代自动使用Serial Old GC
-XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+UseParNewGC:标明新生代使用ParNew GC
-XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+UseParallelGC:表明新生代使用Parallel GC，同时老年代使用 Parallel Old GC
-XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+UseParallelOldGC:表明老年代使用 Parallel Old GC，同时新生代使用Parallel GC
【说明：二者可以相互激活】
-XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+UseConcMarkSweepGC：表明老年代使用CMS GC，同时年轻代会触发对ParNew的使用
* @author shkstart shkstart@126.com
* @create 2020 0:10
*/
public class GCUseTest {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<byte[]> list = new ArrayList<>();
while(true){
byte[] arr = new byte[100];
list.add(arr);
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
【高吞吐量：是指它可以比较高效的利用CPU资源，尽可能快的完成应用程序的计算任务，主要适合在后台运算而不需要太多交互的任务。因此，高吞吐量常在后台服务器环境中被提及使用，比如，执行批量处理、订单处理、科学计算的应用程序。】
【在JDK9，JVM默认使用G1作为新生代和老年代的垃圾回收器，参数是：-XX:UseG1GC。在JDK8，JVM默认使用ParallelGC回收新生代，ParallelOldGC回收老年代，参数是：-XX:UseParallelGC，会自动触发老年代使用ParallelOldGC垃圾回收器。】
/**
运行此程序时的JVM参数：
【情况1】
-XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+UseSerialGC:表明新生代使用SerialGC，同时老年代会自动使用SerialOldGC
【情况2】
-XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+UseParallelGC:表明新生代使用ParallelGC，同时老年代会自动使用ParallelOldGC
-XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+UseParallelOldGC:表明老年代使用ParallelOldGC，同时新生代会自动使用ParallelGC
【说明：UseParallelGC和UseParallelOldGC，二者可以相互激活。】
*/
【一种JVM内存空间的分配参数列表，可以记住常用的：-Xmx5120m -Xms5120m -XX:NewSize=2048m -XX:SurvivorRatio=8 -XX:MaxTenuringThreshold=9 -XX:MaxPermSize=384m -XX:MetaspaceSize=256m -XX:MaxMetaspaceSize=256m -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseAdaptiveSizePolicy。
【参数解释：堆空间最大值是5G，堆空间最小值也是5G，新生代是2G，由此可以计算出老年代是3G，在新生代中，Eden区:S1区:S0区=8:1:1，也即Eden区是1.6G，S1区是0.2G，S0区也是0.2G，年轻代中的java对象晋升到老年代的年龄值阈值是9次（在JVM中用4个bit存储, 放在对象头中, 所以其最大值也是15。ParallelGC中默认值为15, CMS中默认值为6, G1中默认值为15）】
默认情况下，JVM内存空间分配的比例是：新生代:老年代=1:2，使用参数-XX:NewRatio=2设置。新生代中，Eden区:S1区:S0区=8:1:1，使用参数-XX:SurvivorRatio=8设置。】
JVM参数列表：https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/unix/java.html#BGBCIEFC】
【 Concurrent Mode Failure 失败的场景：要理解与谨记！在上图中的最后一段有清晰的描述。注意：这个阈值是可以设置的，见下面的JVM参数：-XX:CMSInitiatingOccupanyFraction。】
【为什么呢？答：CMS第四阶段“并发清除”的时候，用户线程还在继续执行，它还在正常执行的前提是它所需要的资源不受影响，试想一下，如果你突然改变了用户线程所使用的一些对象的地址，那么它还怎么继续执行呢，所以为了保证用户线程能够继续正常执行，垃圾回收算法采用的是标记-清除算法，而不是标记-整理算法。】
【下图是CMS垃圾回收器的优点和缺点，需要理解谨记！】
【（1）什么是浮动垃圾：在CMS第二阶段“并发标记”的时候，用户线程和垃圾回收线程是并发执行的，那么，在并发标记期间，如果用户线程产生了新的垃圾对象，CMS将无法对这些新的垃圾对象进行标记，最终会导致本次GC过程不会回收这些新产生的垃圾对象，从而只能在下一次执行GC的时候去释放这些新垃圾对象所占用的内存空间。这里的新垃圾对象，就是浮动垃圾。
（2）为什么在JKD14的时候移除CMS垃圾回收器了？CMS垃圾回收器的缺点很致命，比如 CMS在老年代使用的垃圾回收算法是并发-清除算法，而并发-清除算法执行完成之后，会在老年代产生大量的内存碎片，在无法分配大对象的时候不得不提前触发一次fullGC。再比如 CMS垃圾回收器对CPU资源非常敏感，在并发标记阶段与并发清除阶段，CMS虽然不会导致用户线程STW，但是会因为占用了一部分线程而导致应用程序整体变慢，整体吞吐量降低。再比如 CMS垃圾回收器无法处理浮动垃圾，在CMS第二阶段“并发标记”的时候，用户线程和垃圾回收线程是并发执行的，那么，在并发标记期间，如果用户线程产生了新的垃圾对象，CMS将无法对这些新的垃圾对象进行标记，最终会导致本次GC过程不会回收这些新产生的垃圾对象，从而只能在下一次执行GC的时候去释放这些新垃圾对象所占用的内存空间，其中，这里新产生的新垃圾对象就是浮动垃圾。如果在CMS第四阶段“并发清除”的时候，JVM无法为仍在继续执行的用户线程分配足够大小的内存空间的话，那么JVM就会出现“Concurrent Mode Failure”失败，而这个失败会导致进行另外一次的fullGC，在另外一次fullGC的时候老年代会使用SerialOldGC，这是一个“串行的标记-整理”垃圾回收器，性能相对来说没那么强，在业务高峰的时候，STW的时间可能会比较长，用户不一定能接受。基于上述原因，所以在JDK14的时候CMS被移除了，并且，又引入了一款新的垃圾回收器G1。】
【-XX:+UseConcMarkSweepGC，这个参数打开之后，会自动触发新生代垃圾回收器 -XX:+UseParNewGC，同时，老年代的垃圾回收会自动使用SerialOldGC作为“Concurrent Mode Failure”的后备方案。】
/**
运行此程序时的JVM参数：
【情况1】
-XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+UseSerialGC:表明新生代使用SerialGC，同时老年代会自动使用SerialOldGC
【情况2】
-XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+UseParallelGC:表明新生代使用ParallelGC，同时老年代会自动使用ParallelOldGC
-XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+UseParallelOldGC:表明老年代使用ParallelOldGC，同时新生代会自动使用ParallelGC
【说明：UseParallelGC和UseParallelOldGC，二者可以相互激活。】
【情况3】
-XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+UseParNewGC:标明新生代使用ParNew GC
-XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+UseConcMarkSweepGC：表明老年代使用CMS GC，同时年轻代会触发对ParNew的使用
*/
【G1：区域化分代式的垃圾回收器。分代式：新生代、老年代啊等。区域式：分配对象的新的思路，Region。 】
【GC：我们关注的比较重要的点是“高吞吐量”与“低延迟”。吞吐量：ParallelGC-ParallelOldGC，它俩也是JDK8的默认垃圾回收器。低延迟：ParNew-CMS。】
【官方给G1垃圾回收器设定的目标是：在暂停时间（延迟时间）可控的情况下，尽可能高的提高系统吞吐量，所以才担当起全功能收集器的重任与期望。下面这个截图的描述要理解与记住！】
【CMS垃圾回收器，在JDK9的时候被标记为废弃，在JDK14的时候被彻底移除！JDK9及之后，G1成为默认的垃圾回收器。】
【回收某一个Region区域的价值 是指什么：（1）回收这个Region可以获得的空间大小（2）回收这个Region所需要的时间的经验值。另外：G1垃圾回收器，会在后台维护一个Region区域的价值优先列表。实时：是指100%的概率都可以在N毫秒内完成垃圾回收。软实时，是指比如在90%的概率下都可以在N毫秒内完成垃圾回收，不是100%的概率。】
【CMS垃圾回收器，在小内存应用上比较优秀。G1垃圾回收器，在大内存应用程序上比较优秀。平衡点一般是在6-8GB。】
【注意：每个Region区域的大小是可以设置的，大小是2的整数次幂，2的0次幂~2的5次幂，范围是1MB-32MB，目标是根据最小的java堆大小划分出2048个Region区域，默认情况下，Region区域大小是堆内存的1/2000。
JVM参数列表：https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/unix/java.html#BGBCIEFC】
【G1垃圾回收器使用时，参数设置：-XX:+UseG1GC -XX:Xmx5120m -XX:Xms5120 -XX:G1HeapRegionSize=16m -XX:MaxGCPauseMillis=200】
【（1）因为G1使用的是复制算法和标记-整理算法，所以内存区域都是规整的，所以JVM给新对象分配内存的时候会使用指针碰撞的方式，而不是空闲列表的方式。（2）在每一个Region区域内，可以划分出几个TLAB，防止因为多个线程同时抢占相同地址的区域而加锁 使得分配内存的效率变低。】
【并行：有多个垃圾回收线程。独占式：用户线程短暂的停止，仅垃圾回收线程工作，即 : Stop The World。】
【跨代引用问题：一个java对象存储在新生代区，它可以被其他新生代中的对象引用，也可以被老年代中的对象引用，但是，我们现在是在YGC，只进行新生代的垃圾回收，那么是不是也必须把老年代也扫描一遍呢？如果是的话，那YGC的效率就太低了。基于这个问题，提出一个概念，记忆集，Rset。】【Remembered Set：Rset，记忆集、写屏障、卡表】
【下图中的G1回收过程二：并发标记过程，主要针对是老年代！】
【总体而言，G1垃圾回收器的回收过程还是有点混沌，需要再次学习下！】
【（阶段一）上图中，凡是连线的，不管是虚线还是实线，在JDK7中都可以去使用。（阶段二） 在JDK8中，SerialGC+CMSGC-SerialOldGC 这一条红色线被废弃了，但仍然可以使用，直到JDK9时才被移除；同时，ParNewGC+SerialOldGC 这一条红色线也被废弃了，但仍然可以使用，直到JDK9时才被移除。（阶段三）CMSGC在JDK9时被废弃了，但仍然可以使用，直到JDK14时才被移除。ParallelGC-SerialOldGC 这一条绿色线在JDK14时被废弃了，但没有被移除，仍然可以使用，相信在未来的版本中该条绿色线也会被移除掉。（阶段四）把上图中的虚线全部擦除干净后，发现还剩下三种GC组合：Serial+SerialOldGC；ParallelGC+ParallelOldGC。G1GC。】
【参数分为两部分：一部分是 JVM内存分配的参数，一部分是 GC的参数。】
package com.atguigu.java;
import java.util.ArrayList;
/**
* -Xms60m -Xmx60m -XX:SurvivorRatio=8 -XX:+PrintGCDetails -Xloggc:./logs/gc.log
*/
public class GCLogTest {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<byte[]> list = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 500; i++) {
byte[] arr = new byte[1024 * 100];//100KB
list.add(arr);
try {
Thread.sleep(50);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
【下面这些GC参数需要理解并且掌握！！！】
package com.atguigu.java;
/** 在jdk7和jdk8中分别执行：
-Xms20M -Xmx20M -Xmn10M -XX:SurvivorRatio=8 -XX:+PrintGCDetails -XX:+UseSerialGC
此时：Eden=8M，S0=1M，S1=1M，Old=20M.
注意：-Xmn10M代表新生代是10MB.
*/
public class GCLogTest1 {
private static final int _1MB = 1024 * 1024;
public static void testAllocation() {
byte[] allocation1, allocation2, allocation3, allocation4;
allocation1 = new byte[2 * _1MB];
allocation2 = new byte[2 * _1MB];
allocation3 = new byte[2 * _1MB];
allocation4 = new byte[4 * _1MB];
}
public static void main(String[] agrs) {
testAllocation();
}
}【JDK7场景下，def new generation：默认是垃圾回收器是SerialGC+SerialOldGC。测试用例整个过程是：分配allocation1、allocation2、allocation3对象分别进入新生代的Eden区，每个对象占用2MB，总共占用6MB，此时Eden区还剩下2MB。再分配4MB的allocation4对象时，发现Eden区不够，此时进行YGC，发现S0与S1区域都不够存放，于是会把Eden区域中的allocation1、allocation2、allocation3都移动到Old区域，然后再把allocation4分配进已经空闲出来的Eden区域。】
【JDK8场景下，def new generation：默认是垃圾回收器是ParallelGC+ParallelOldGC。测试用例整个过程是：分配allocation1、allocation2、allocation3对象分别进入Eden区域，每个占用2MB，总共占用6MB，此时Eden区域还剩下2MB。接下来再分配大对象4MB的allocation4时，发现Eden区域存放不了，于是4MB的大对象allocation4直接进入Old区域了。】
【GCeasy在线分析工具：http://gceasy.io/】
package com.atguigu.java;
import java.util.ArrayList;
/**
GCeasy在线分析工具使用测试用例：http://gceasy.io/
* -Xms60m -Xmx60m -XX:SurvivorRatio=8 -XX:+PrintGCDetails -Xloggc:./logs/gc.log
*/
public class GCLogTest {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<byte[]> list = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 500; i++) {
byte[] arr = new byte[1024 * 100];//100KB
list.add(arr);
try {
Thread.sleep(50);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
【JEP官网：http://openjdk.java.net/jeps/0】
