选择合适的垃圾回收器

原理

垃圾回收器是内存回收的具体实现，JDK自带的垃圾回收器已经完成集成垃圾回收和清理算法，业务程序可以通过设置参数选择垃圾回收器，虚拟机用到的7种经典的垃圾回收器如下表。根据适用内存区域不同，JDK自带的垃圾回收器可分为新生代回收器和老年代回收器，两者可以配合使用。新生代回收器用于堆空间中新生代区域的垃圾回收，老年代回收器用于堆空间中老年代区域的垃圾回收。G1是一种新型的堆内垃圾收集器，既可以用于新生代也可以用于老年代垃圾回收。

下表列举了经典的7种垃圾回收器的说明和功能分类：

名称	说明	收集模式	分代适用类型
Serial	单线程串行收集器	串行收集器	新生代
ParNew	多线程并行Serial收集器	并行收集器	新生代
Parallel Scavenge	并行吞吐量优先收集器	并行收集器	新生代
Serial Old	Serial单线程收集器老年代版本	串行收集器	老年代
CMS(Concurrent Mark Sweep)	并行最短停顿时间收集器	并发收集器	老年代
Parallel Old	Parallel Scavenge并行收集器老年代版本	并行收集器	老年代
G1	面向局部收集和基于Region内存布局的新型低延时收集器	并发/并行收集器	新生代/老年代

下图展示了新生代GC和老年代GC配合使用方法，有连线的表示可以配合使用。注意ParNew和Parallel Old是不能同时使用的。

垃圾回收器的选择方法没有通用的准则，要结合项目应用的实际并对GC运行数据的检测来决定。

根据收集模式经典垃圾回收器可分为三类：串行收集器、并行收集器、并发收集器。串行收集器只适用于小数据量的情况，选择主要针对并行收集器和并发收集器。默认情况下，JDK 1.5以前都是使用串行收集器，如果想使用其他收集器需要在启动时加入相应参数。JDK 1.5以后，JVM会根据当前系统配置进行判断。

垃圾回收器选择建议：

业务应用对吞吐量要求较高，对响应时间没有特别要求的，推荐使用并行收集器。如：科学计算和后台处理程序等等。
对响应时间要求较高的中大型应用程序，推荐使用并发收集器。如：Web服务器等。
对应JDK版本1.8以上，多CPU处理器且内存资源不是瓶颈，建议优先考虑使用G1回收器。
单线程应用使用串行收集器。

修改方式

以下表格汇总了各种回收器的分类、特点和修改参数：

名称	修改参数	特点
Serial	-XX:+UseSerialGC	用于新生代的单线程收集器，采用复制算法进行垃圾收集。Serial进行垃圾收集时，所有的用户线程必须暂停（Stop The World）。
ParNew	-XX:+UseParNewGC	Serial的多线程版本，在单核CPU环境并不会比Serial更优，它默认开启的收集线程数和CPU核数，可以通过-XX:ParallelGCThreads来设置垃圾收集的线程数。
Parallel Scavenge	-XX:+UseParallelGC JDK 1.7、JDK 1.8 新生代默认使用	用于新生代的多线程收集器，ParNew的目标是尽可能缩短垃圾收集时用户线程的停顿时间，Parallel Scavenge的目标是达到一个可控制的吞吐量。通过-XX:MaxGCPauseMillis来设置收集器尽可能在多长时间内完成内存回收，通过-XX:GCTimeRatio来精确控制吞吐量。
Serial Old	-XX:+UseSerialOldGC	Serial的老年代版本，采用标记-整理算法单线程收集器。
CMS	-XX:+UseConMarkSweepGC	一种以最短回收停顿时间为目标的收集器，尽量做到最短用户线程停顿时间。CMS是基于标记-清除算法，所以垃圾回收后会产生空间碎片，通过-XX:UseCMSCompactAtFullCollection开启碎片整理（默认开启）。用-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction设置执行多少次不压缩（不进行碎片整理）的Full GC之后，跟着来一次带压缩（碎片整理）的Full GC。-XX:ParallelCMSThreads：设定CMS的线程数量。
Parallel Old	-XX:+UseParallelOldGC JDK 1.7、JDK 1.8老年代默认使用	Parallel Scavenge的老年代版本，使用-XX:ParallelGCThreads限制线程数量。
G1	-XX:+UseG1GC JDK 1.7以后才提供，JDK 1.9默认	一款全新的收集器，兼顾并行和并发功能，能充分利用多CPU资源，运行期间不会产生内存碎片。通过-XX:ParallelGCThreads设置限制线程数量；-XX:MaxGCPauseMillis设置最大停顿时间。

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