ParNew和CMS垃圾回收器

ParNew垃圾回收器

​ ParNew收集器其实就是Serial收集器的多线程版本,除了使用多线程进行垃圾收集外,其余行为(控制参数、收集算法、回收策略等等)和Serial收集器完全一样。

新生代采用复制算法,老年代采用标记-整理算法。

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​ 一般来说,在之前多年里,假设没有最新的G1垃圾回收器的话,通常大家线上系统都是ParNew垃圾回收器作为新生代的垃圾回收器

当然现在即使有了G1,其实很多线上系统还是用的ParNew。

​ 通常运行在服务器上的Java系统,都可以充分利用服务器的多核CPU的优势,所以大家可以想一下,假设你的服务器是4核CPU,如果对新生代垃圾回收的时候,仅仅使用单线程进行垃圾回收,是不是会导致没法充分利用CPU资源?

如下图:

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比如上图,现在你在垃圾回收的时候,都把系统程序所有的工作线程全部停掉了,就一个垃圾回收线程在运行

那么此时4核CPU的资源根本没法充分利用,理论上4核CPU就可以支持4个垃圾回收线程并行执行,可以提升4倍的性能!

所以说,新生代的ParNew垃圾回收器主打的就是多线程垃圾回收机制,另外一种Serial垃圾回收器主打的是单线程垃圾回收,他们俩都是回收新生代的唯一的区别就是单线程和多线程的区别,但是垃圾回收算法是完全一样的。都是使用的复制算法

大家看下图,ParNew垃圾回收器如果一旦在合适的时机执行young GC的时候,就会把系统程序的工作线程全部停掉,禁止程序继续运行创建新的对象,然后自己就用多个垃圾回收线程去进行垃圾回收,回收的机制和算法就跟之前说的是一样的。

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如何为线上系统指定使用ParNew垃圾回收器?

一般来说,对于线上系统部署启动的时候,我们之前都看过多种方式来设置JVM参数了,在Eclipse/IntelliJ IDEA中可以设置Debug JVM Arguments,使用“java -jar”命令启动时直接在后面跟上JVM参数即可

部署到Tomcat时可以在Tomcat的catalina.sh中设置Tomcat的JVM参数,使用Spring Boot也可以在启动时指定JVM参数。

那么在启动系统的时候如果要指定使用ParNew垃圾回收器,是用什么参数呢?

很简单,使用“-XX:+UseParNewGC”选项,只要加入这个选项,JVM启动之后对新生代进行垃圾回收的,就是ParNew垃圾回收器了。

那么young GC的时机,检查机制,包括垃圾回收的具体过程,以及对象升入老年代的机制,都是我们之前说过的那套原理了,只不过大家要知道,ParNew会使用多个线程来进行垃圾回收。

ParNew垃圾回收器默认情况下的线程数量

​ 因为现在一般我们部署系统的服务器都是多核CPU的,所以为了在垃圾回收的时候充分利用多核CPU的资源,一旦我们指定了使用ParNew垃圾回收器之后,他默认给自己设置的垃圾回收线程的数量就是跟CPU的核数是一样的。

比如我们线上机器假设用的是4核CPU,或者8核CPU,或者16核CPU,那么此时ParNew的垃圾回收线程数就会分别是4个线程、8个线程、16个线程

这个东西一般不用我们手动去调节,因为跟CPU核数一样的线程数量,是可以充分进行并行处理的。

比如下图,大家可以看到,每个线程都通过一个CPU在运行。

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但是如果你一定要自己调节ParNew的垃圾回收线程数量,也是可以的,使用“-XX:ParallelGCThreads”参数即可,通过他可以设置线程的数量。

但是建议一般不要随意动这个参数,如果要优化应结合实际。

思考题

  • 到底是用单线程垃圾回收好,还是多线程垃圾回收好?
  • 到底是Serial垃圾回收器好还是ParNew垃圾回收器好?

​ 启动系统的时候是可以区分服务器模式和客户端模式的,如果你启动系统的时候加入“-server”就是服务器模式,如果加入“-cilent”就是客户端模式。如果不指定,默认是server模式

​ 他们俩的区别就是,如果你的系统部署在比如4核8G的Linux服务器上,那么就应该用服务器模式,如果你的系统是运行在比如Windows上的客户端程序,那么就应该是客户端模式。

那么服务器模式和客户端模式的区别是啥呢?

​ 服务器模式通常运行我们的网站系统、电商系统、业务系统、APP后台系统之类的大型系统,一般都是多核CPU

​ 所以此时如果要垃圾回收,那么肯定是用ParNew更好,因为多线程并行垃圾回收,充分利用多核CPU资源,可以提升性能。

​ 反之如果你部署在服务器上,但是你用了单线程垃圾回收,那么就有一些CPU是被浪费了,根本没用上

​ 那么如果你的Java程序是一个客户端程序,比如类似百度云网盘的Windows客户端,或者是印象笔记的Windows客户端,运行在Windows个人操作系统上呢?

​ 这种操作系统很多都是单核CPU,此时你如果要是还是用ParNew来进行垃圾回收,就会导致一个CPU运行多个线程,反而加重了性能开销,可能效率还不如单线程好

因为单CPU运行多线程会导致频繁的线上上下文切换,有效率开销。

所以如果是类似于那种运行在Windows上的客户端程序,建议采用Serial垃圾回收器,单CPU单线程垃圾回收即可,反而效率更高。

​ 但是其实现在一般很少有用Java写客户端程序的,几乎很少见,Java现在主要是用来构建复杂的大规模后端业务系统的,所以常见的还是用“-server”指定为服务器模式,然后配合ParNew多线程垃圾回收器。

CMS垃圾回收器 - 未完待续

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