前言
之前我們講解了jvm的組成結構與垃圾回收演算法等知識點，今天我們來講講jvm最重要的堆記憶體是如何使用垃圾回收器進行垃圾回收，並且如何使用命令去配置使用這些垃圾回收器。
堆記憶體詳解
上面這個圖大家應該已經很明白了吧。大家就可以理解成一個房子被分成了幾個房間，每個房間的作用不同而已，有的是嬰兒住的，有的是父母住的，有的是爺爺奶奶住的
- 堆記憶體被劃分為
兩塊，一塊的年輕代，另一塊是老年代。 - 年輕代又分為
Eden和survivor。他倆空間大小比例預設為8:2, - 倖存區又分為
s0和s1。這兩個空間大小是一模一樣的，就是一對雙胞胎，他倆是1:1的比例
堆記憶體垃圾回收過程
第一步
新生成的物件首先放到Eden區，當Eden區滿了會觸發Minor GC。
第二步
第一步GC活下來的物件，會被移動到survivor區中的S0區，S0區滿了之後會觸發Minor GC，S0區存活下來的物件會被移動到S1區，S0區空閒。
S1滿了之後在GC，存活下來的再次移動到S0區，S1區空閒，這樣反反覆覆GC，每GC一次，物件的年齡就漲一歲，達到某個值後（15），就會進入老年代。
第三步
在發生一次Minor GC後（前提條件），老年代可能會出現Major GC，這個視垃圾回收器而定。
Full GC觸發條件
- 手動呼叫System.gc，會不斷的執行Full GC
- 老年代空間不足/滿了
- 方法區空間不足/滿了
注意
們需要記住一個單詞：stop-the-world。它會在任何一種GC演算法中發生。stop-the-world 意味著JVM因為需要執行GC而停止應用程式的執行。
當stop-the-world 發生時，除GC所需的執行緒外，所有的執行緒都進入等待狀態，直到GC任務完成。GC優化很多時候就是減少stop-the-world 的發生。
回收哪些區域的物件
需要注意的是，JVM GC只回收堆記憶體和方法區內的物件。而棧記憶體的資料，在超出作用域後會被JVM自動釋放掉，所以其不在JVM GC的管理範圍內。
堆記憶體常見引數配置
| 引數 | 描述 |
|---|---|
| -Xms | 堆記憶體初始大小，單位m、g |
| -Xmx | 堆記憶體最大允許大小，一般不要大於實體記憶體的80% |
| -XX:PermSize | 非堆記憶體初始大小，一般應用設定初始化200m，最大1024m就夠了 |
| -XX:MaxPermSize | 非堆記憶體最大允許大小 |
| -XX:NewSize（-Xns） | 年輕代記憶體初始大小 |
| -XX:MaxNewSize（-Xmn） | 年輕代記憶體最大允許大小 |
| -XX:SurvivorRatio=8 | 年輕代中Eden區與Survivor區的容量比例值，預設為8，即8:1 |
| -Xss | 堆疊記憶體大小 |
| -XX:NewRatio=老年代/新生代 | 設定老年代和新生代的大小比例 |
| -XX:+PrintGC | jvm啟動後，只要遇到GC就會列印日誌 |
| -XX:+PrintGCDetails | 檢視GC詳細資訊，包括各個區的情況 |
| -XX:MaxDirectMemorySize | 在NIO中可以直接訪問直接記憶體，這個就是設定它的大小，不設定預設就是最大堆空間的值-Xmx |
| -XX:+DisableExplicitGC | 關閉System.gc() |
| -XX:MaxTenuringThreshold | 垃圾可以進入老年代的年齡 |
| -Xnoclassgc | 禁用垃圾回收 |
| -XX:TLABWasteTargetPercent | TLAB佔eden區的百分比，預設是1% |
| -XX:+CollectGen0First | FullGC時是否先YGC，預設false |
TLAB 記憶體
TLAB全稱是Thread Local Allocation Buffer即執行緒本地分配快取，從名字上看是一個執行緒專用的記憶體分配區域，是為了加速物件分配而生的。
每一個執行緒都會產生一個TLAB，該執行緒獨享的工作區域，java虛擬機器使用這種TLAB區來避免多執行緒衝突問題，提高了物件分配的效率。
TLAB空間一般不會太大，當大物件無法在TLAB分配時，則會直接分配到堆上。
| 引數 | 描述 |
|---|---|
| -Xx:+UseTLAB | 使用TLAB |
| -XX:+TLABSize | 設定TLAB大小 |
| -XX:TLABRefillWasteFraction | 設定維護進入TLAB空間的單個物件大小，他是一個比例值，預設為64，即如果物件大於整個空間的1/64，則在堆建立 |
| -XX:+PrintTLAB | 檢視TLAB資訊 |
| -Xx:ResizeTLAB | 自調整TLABRefillWasteFraction閥值。 |
垃圾回收器總覽
新生代可配置的回收器：Serial、ParNew、Parallel Scavenge
老年代配置的回收器：CMS、Serial Old、Parallel Old
新生代和老年代區域的回收器之間進行連線，說明他們之間可以搭配使用。
新生代垃圾回收器
Serial 垃圾回收器
Serial收集器是最基本的、發展歷史最悠久的收集器。俗稱為：序列回收器，採用複製演算法進行垃圾回收
特點
序列回收器是指使用單執行緒進行垃圾回收的回收器。每次回收時，序列回收器只有一個工作執行緒。
對於並行能力較弱的單CPU計算機來說，序列回收器的專注性和獨佔性往往有更好的效能表現。
它存在Stop The World問題，及垃圾回收時，要停止程式的執行。
使用-XX:+UseSerialGC引數可以設定新生代使用這個序列回收器
ParNew 垃圾回收器
ParNew其實就是Serial的多執行緒版本，除了使用多執行緒之外，其餘引數和Serial一模一樣。俗稱：並行垃圾回收器，採用複製演算法進行垃圾回收
特點
ParNew預設開啟的執行緒數與CPU數量相同，在CPU核數很多的機器上，可以通過引數-XX:ParallelGCThreads來設定執行緒數。
它是目前新生代首選的垃圾回收器，因為除了ParNew之外，它是唯一一個能與老年代CMS配合工作的。
它同樣存在Stop The World問題
使用-XX:+UseParNewGC引數可以設定新生代使用這個並行回收器
ParallelGC 回收器
ParallelGC使用複製演算法回收垃圾，也是多執行緒的。
特點
就是非常關注系統的吞吐量，吞吐量=程式碼執行時間/(程式碼執行時間+垃圾收集時間)
-XX:MaxGCPauseMillis：設定最大垃圾收集停頓時間，可用把虛擬機器在GC停頓的時間控制在MaxGCPauseMillis範圍內，如果希望減少GC停頓時間可以將MaxGCPauseMillis設定的很小，但是會導致GC頻繁，從而增加了GC的總時間，降低了吞吐量。所以需要根據實際情況設定該值。
-Xx:GCTimeRatio：設定吞吐量大小，它是一個0到100之間的整數，預設情況下他的取值是99，那麼系統將花費不超過1/(1+n)的時間用於垃圾回收，也就是1/(1+99)=1%的時間。
另外還可以指定-XX:+UseAdaptiveSizePolicy開啟自適應模式，在這種模式下，新生代的大小、eden、from/to的比例，以及晉升老年代的物件年齡引數會被自動調整，以達到在堆大小、吞吐量和停頓時間之間的平衡點。
使用-XX:+UseParallelGC引數可以設定新生代使用這個並行回收器
老年代垃圾回收器
SerialOld 垃圾回收器
SerialOld是Serial回收器的老年代回收器版本，它同樣是一個單執行緒回收器。
用途
- 一個是在JDK1.5及之前的版本中與Parallel Scavenge收集器搭配使用，
- 另一個就是作為CMS收集器的後備預案，如果CMS出現Concurrent Mode Failure，則SerialOld將作為後備收集器。
使用演算法：標記 - 整理演算法
ParallelOldGC 回收器
老年代ParallelOldGC回收器也是一種多執行緒的回收器，和新生代的ParallelGC回收器一樣，也是一種關注吞吐量的回收器，他使用了標記壓縮演算法進行實現。
-XX:+UseParallelOldGc進行設定老年代使用該回收器
-XX:+ParallelGCThreads也可以設定垃圾收集時的執行緒數量。
CMS 回收器
CMS全稱為:Concurrent Mark Sweep意為併發標記清除，他使用的是標記清除法。主要關注系統停頓時間。
使用-XX:+UseConcMarkSweepGC進行設定老年代使用該回收器。
使用-XX:ConcGCThreads設定併發執行緒數量。
特點
CMS並不是獨佔的回收器，也就說CMS回收的過程中，應用程式仍然在不停的工作，又會有新的垃圾不斷的產生，所以在使用CMS的過程中應該確保應用程式的記憶體足夠可用。
CMS不會等到應用程式飽和的時候才去回收垃圾，而是在某一閥值的時候開始回收，回收閥值可用指定的引數進行配置：-XX:CMSInitiatingoccupancyFraction來指定，預設為68，也就是說當老年代的空間使用率達到68%的時候，會執行CMS回收。
如果記憶體使用率增長的很快，在CMS執行的過程中，已經出現了記憶體不足的情況，此時CMS回收就會失敗，虛擬機器將啟動老年代序列回收器；SerialOldGC進行垃圾回收，這會導致應用程式中斷，直到垃圾回收完成後才會正常工作。
這個過程GC的停頓時間可能較長，所以-XX:CMSInitiatingoccupancyFraction的設定要根據實際的情況。
之前我們在學習演算法的時候說過，標記清除法有個缺點就是存在記憶體碎片的問題，那麼CMS有個引數設定-XX:+UseCMSCompactAtFullCollecion可以使CMS回收完成之後進行一次碎片整理。
-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction引數可以設定進行多少次CMS回收之後，對記憶體進行一次壓縮。
G1 回收器
篇幅太長，我們下篇文章講解！！！
IT 老哥
一個在大廠做高階Java開發的程式猿，一路自學走到今天，關注 老哥，我們一起來自學技術