十分钟掌握JVM垃圾回收核心知识点("十分钟速成：JVM垃圾回收核心知识全解析")

一、垃圾回收概述

垃圾回收（Garbage Collection，简称GC）是Java虚拟机（JVM）的一个重要特性，它能够自动地管理内存，回收不再使用的对象所占用的内存资源。垃圾回收机制让开发者从纷乱的内存管理中解放出来，专注于业务逻辑的实现。

二、垃圾回收算法

垃圾回收算法是垃圾回收器的核心，下面介绍几种常见的垃圾回收算法。

1. 标记-清除算法

标记-清除算法分为“标记”和“清除”两个阶段。首先标记出所有活动的对象，然后清除未被标记的对象。这种算法的关键问题是会产生内存碎片。

2. 标记-整理算法

标记-整理算法在标记-清除算法在出现的同时增长了整理阶段。在整理阶段，将所有活动的对象移动到内存的一端，然后清理掉边界以外的内存。这样可以降低内存碎片的问题。

3. 复制算法

复制算法将可用内存划分为两块，每次只使用其中一块。在垃圾回收时，将活动的对象复制到另一块内存区域，然后清理掉旧的内存区域。这种算法可以降低内存碎片，但空间利用率较低。

4. 分代收集算法

分代收集算法将对象按照生命周期分为新生代和老年代，分别采用不同的垃圾回收策略。这种算法是目前主流的垃圾回收算法。

三、垃圾回收器

JVM提供了多种垃圾回收器，下面介绍几种常用的垃圾回收器。

1. Serial垃圾回收器

Serial垃圾回收器是一个单线程的收集器，它适用于单核处理器或者内存较小的环境。在进行垃圾回收时，会触发全线程暂停（Stop-The-World）。

2. ParNew垃圾回收器

ParNew垃圾回收器是Serial垃圾回收器的多线程版本，它适用于多核处理器环境。在进行垃圾回收时，也会触发全线程暂停。

3. Parallel Scavenge垃圾回收器

Parallel Scavenge垃圾回收器是一个并行的多线程垃圾回收器，它关注于大致有一个可控的吞吐量（即CPU用于运行用户代码的时间与CPU总消耗时间的比值）。在进行垃圾回收时，会触发全线程暂停。

4. Serial Old垃圾回收器

Serial Old垃圾回收器是Serial垃圾回收器的老年代版本，它是一个单线程的收集器，适用于单核处理器或者内存较小的环境。

5. Parallel Old垃圾回收器

Parallel Old垃圾回收器是Parallel Scavenge垃圾回收器的老年代版本，它是一个并行的多线程垃圾回收器。

6. CMS垃圾回收器

CMS（Concurrent Mark Sweep）垃圾回收器是一种以最短回收停顿时间为目标的收集器。它适用于B/S系统的服务器上，适合对响应时间有较高要求的应用场景。

7. G1垃圾回收器

G1（Garbage-First）垃圾回收器是一种面向服务器的垃圾回收器，它通过将堆内存分割成多个区域，并优先回收垃圾最多的区域，从而最小化垃圾回收的停顿时间。

四、垃圾回收调优

垃圾回收调优是优化Java程序性能的重要手段。以下是一些常见的垃圾回收调优策略。

1. 选择合适的垃圾回收器

依应用程序的特点，选择合适的垃圾回收器。例如，对于响应时间要求较高的应用，可以选择CMS或G1垃圾回收器。

2. 调整堆内存大小

通过调整堆内存大小，可以影响垃圾回收器的性能。例如，增大堆内存可以节约垃圾回收器的高效，但也会增长内存占用。

-XX:MaxHeapSize=1024m
-XX:InitialHeapSize=512m

3. 调整新生代和老年代的比例

通过调整新生代和老年代的比例，可以优化垃圾回收的性能。例如，增大新生代的比例可以节约垃圾回收的高效。

-XX:NewRatio=2
-XX:SurvivorRatio=8

4. 开启并行垃圾回收线程数

通过开启并行垃圾回收线程数，可以节约垃圾回收的高效。例如，在多核处理器上，可以设置并行垃圾回收线程数为CPU核心数。

-XX:ParallelGCThreads=8

5. 调整垃圾回收器的参数

通过调整垃圾回收器的参数，可以优化垃圾回收的性能。例如，对于CMS垃圾回收器，可以调整以下参数：

-XX:+UseConcMarkSweepGC
-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=70
-XX:+CMSClassUnloadingEnabled

五、总结

垃圾回收是JVM的一个重要特性，掌握垃圾回收的核心知识对于优化Java程序性能至关重要。本文介绍了垃圾回收算法、垃圾回收器以及垃圾回收调优策略，愿望对读者有所帮助。

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