Java 垃圾回收器詳解

一、垃圾回收器概述

Java 的垃圾回收機制可以自動回收程序中不用的對象,使開發者從手動釋放內存的繁瑣任務中解脫出來。Java垃圾收集器運行於Java虛擬機中,負責回收內存中的無用對象。

Java垃圾回收器設計的重要目標是減少內存泄漏問題,提高內存使用效率和程序執行效率。但是各個垃圾回收器的實現方式都不同,因此也會有各自的優缺點。

二、內存管理

Java堆是Java虛擬機中內存管理的主要組成部分。Java堆內存中存儲着各個線程所需的對象。

public class Demo {
    private Object obj = new Object();
    public void method() {
        Object newObj = new Object();
    }
}

在JVM啟動後,會先根據-Xms參數配置的大小來初始化一個Java堆,這個堆被等分為了新生代和老年代兩個部分。新生代又被進一步分為了Eden區和兩個Survivor區。大部分的對象都是在新生代中被分配,當新生代內存不足時,會觸發Minor GC;而老年代主要存儲程序中生存較久的對象,當老年代內存不足時,會觸發Full GC。

三、垃圾回收算法

目前Java中常見的垃圾回收算法有標記-清除算法(Mark-Sweep)、複製算法(Copy)、標記-整理算法(Mark-Compact),以及最近常用的分代回收算法(Generational GC)。

如下是一個簡單的Mark-Sweep算法的代碼實現:

public class MarkSweep {
    void markAndSweep() {
        Set liveObjects = new HashSet();
        // 標記所有存活的對象
        mark(liveObjects);
        // 清除所有未標記的對象
        sweep(liveObjects);
    }
    void mark(Set liveObjects) {
        // 標記存活對象
    }
    void sweep(Set liveObjects) {
        // 清除未標記的對象
    }
}

四、常用垃圾回收器

1. Serial收集器

Serial收集器是最古老,也是最基礎的收集器。它使用了單線程進行垃圾回收,屬於串行收集。它適用於小型應用程序,對於單CPU的機器也非常適合使用,能夠保證穩定性和高效率。

使用以下命令啟用Serial收集器:

java -XX:+UseSerialGC Demo

2. Parallel收集器

Parallel收集器是Serial收集器的多線程版本,通過多線程的方式減少了垃圾回收的時間。它適用於多核服務器和多CPU的機器。但是它並不能保證高並發下的吞吐量和延遲。

使用以下命令啟用Parallel收集器:

java -XX:+UseParallelGC Demo

3. CMS收集器

CMS(Concurrent Mark Sweep)收集器是一種具有低停頓,高並發的垃圾收集器。它採用了標記-清除算法,可以有效地減少垃圾收集器的暫停時間。但是還有一些問題,比如可能會因碎片問題而導致長時間的Full GC暫停等。

使用以下命令啟用CMS收集器:

java -XX:+UseConcMarkSweepGC Demo

4. G1收集器

G1(Garbage First)收集器是Java 7引入的全新垃圾收集器。G1通過劃分內存塊,進行垃圾回收,可控制垃圾回收時間和內存佔用,它採用了分代回收的思想,將Java堆劃分為不同的區域,每個區域獨立進行垃圾收集。相比於CMS收集器,G1收集器能夠更加有效地避免碎片問題。

使用以下命令啟用G1收集器:

java -XX:+UseG1GC Demo

五、常用命令參數

以下是一些常用的命令參數:

  • -XX:+PrintGCDetails:在GC結束後輸出GC的詳細信息。
  • -XX:+PrintGCDateStamps:打印GC發生時間。
  • -XX:+UseSerialGC:使用Serial收集器。
  • -XX:+UseParallelGC:使用Parallel收集器。
  • -XX:+UseConcMarkSweepGC:使用CMS收集器。
  • -XX:+UseG1GC:使用G1收集器。
  • -Xms:Java虛擬機最小堆內存大小。
  • -Xmx:Java虛擬機最大堆內存大小。

原創文章,作者:WAPSE,如若轉載,請註明出處:https://www.506064.com/zh-hk/n/372261.html

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