Java垃圾回收調優(yōu)Wednesday, Jan 7th, 2009 by Tim | Tags:
GC,
Java在Java中，通常通訊類型的服務器對GC(Garbage Collection)比較敏感。通常通訊服務器每秒需要處理大量進出的數(shù)據(jù)包，需要解析，分解成不同的業(yè)務邏輯對象并做相關的業(yè)務處理，這樣會導致大量的臨時對象被創(chuàng)建和回收。同時服務器如果需要同時保存用戶狀態(tài)的話，又會產生很多永久的對象，比如用戶session。業(yè)務越復雜的應用往往用戶session包含的引用對象就越多。這樣在極端情況下會發(fā)生兩件事情，long gc pause time 或 out of memory。
一，要解決long pause time首先要了解JVM中heap的結構
java gc heap
Java Heap為什么要分成幾個不同的代(generation)? 由于80%-98%的對象的生存周期很短，大部分新對象存放在young generation可以很高效的回收，避免遍歷所有對象。
young與old中內存分配的算法完全不同。young generation中由于存活的很少，要mark, sweep 然后再 compact 剩余的對象比較耗時，干脆把 live object copy 到另外一個空間更高效。old generation完全相反，里面的 live object 變化較少。因此采用 mark-sweep-compact更合適。
二，Java中四種垃圾回收算法
Java中有四種不同的回收算法，對應的啟動參數(shù)為
–XX:+UseSerialGC
–XX:+UseParallelGC
–XX:+UseParallelOldGC
–XX:+UseConcMarkSweepGC
1. Serial Collector
大部分平臺或者強制 java -client 默認會使用這種。
young generation算法 = serial
old generation算法 = serial (mark-sweep-compact)
這種方法的缺點很明顯，stop-the-world, 速度慢。服務器應用不推薦使用。
2. Parallel Collector
在linux x64上默認是這種，其他平臺要加 java -server 參數(shù)才會默認選用這種。
young = parallel，多個thread同時copy
old = mark-sweep-compact = 1
優(yōu)點：新生代回收更快。因為系統(tǒng)大部分時間做的gc都是新生代的，這樣提高了throughput(cpu用于非gc時間)
缺點：當運行在8G/16G server上old generation live object太多時候pause time過長
3. Parallel Compact Collector (ParallelOld)
young = parallel = 2
old = parallel，分成多個獨立的單元，如果單元中l(wèi)ive object少則回收，多則跳過
優(yōu)點：old old generation上性能較 parallel 方式有提高
缺點：大部分server系統(tǒng)old generation內存占用會達到60%-80%, 沒有那么多理想的單元live object很少方便迅速回收，同時compact方面開銷比起parallel并沒明顯減少。
4. Concurent Mark-Sweep(CMS) Collector
young generation = parallel collector = 2
old = cms
同時不做 compact 操作。
優(yōu)點：pause time會降低, pause敏感但CPU有空閑的場景需要建議使用策略4.
缺點：cpu占用過多，cpu密集型服務器不適合。另外碎片太多，每個object的存儲都要通過鏈表連續(xù)跳n個地方，空間浪費問題也會增大。
幾條經(jīng)驗：
1. java -server
2. 設置Xms=Xmx=3/4物理內存
3. 如果是CPU密集型服務器，使用–XX:+UseParallelOldGC, 否則–XX:+UseConcMarkSweepGC
4. 新生代,Parallel/ParallelOld可設大于Xmx1/4，CMS可設小，小于Xmx1/4
5. 優(yōu)化程序，特別是每個用戶的session中的集合類等。我們的一個模塊中session中曾經(jīng)為每個用戶使用了一個ConcurrentHashMap, 里面通常只有幾條記錄，后來改成數(shù)組之后，每臺機大概節(jié)約了1~2G內存。
不過總的說來，Java的GC算法感覺是業(yè)界最成熟的，目前很多其他語言或者框架也都支持GC了，但大多數(shù)都是只達到Java Serial gc這種層面，甚至分generation都未考慮。JDK7里面針對CMS又進行了一種改進，會采用一種G1(Garbage-First Garbage Collection)的算法。實際上
Garbage-First paper(PDF) 2004年已經(jīng)出來了，相信到JDK7已經(jīng)可以用于嚴格生產環(huán)境，有時間也會進一步介紹一下G1。
另外在今年的Sun Tech Days上
Joey Shen講的
Improving Java Performance(PDF)也是一個很好的Java GC調優(yōu)的入門教程。
