在 Plumbr 从事 GC 暂停检测相关功能的工作时,我被迫用自己的方式,通过大量文章、书籍和演讲来介绍我所做的工作。在整个过程中,经常对 Minor、Major、和 Full GC 事件的使用感到困惑。这也是我写这篇博客的原因,我希望能清楚地解释这其中的一些疑惑。

文章要求读者熟悉 JVM 内置的通用垃圾回收原则。堆内存划分为 Eden、Survivor 和 Tenured/Old 空间,代假设和其他不同的 GC 算法超出了本文讨论的范围。

Minor GC

从年轻代空间(包括 Eden 和 Survivor 区域)回收内存被称为 Minor GC。这一定义既清晰又易于理解。但是,当发生Minor GC事件的时候,有一些有趣的地方需要注意到:

  1. 当 JVM 无法为一个新的对象分配空间时会触发 Minor GC,比如当 Eden 区满了。所以分配率越高,越频繁执行 Minor GC。
  2. 内存池被填满的时候,其中的内容全部会被复制,指针会从0开始跟踪空闲内存。Eden 和 Survivor 区进行了标记和复制操作,取代了经典的标记、扫描、压缩、清理操作。所以 Eden 和 Survivor 区不存在内存碎片。写指针总是停留在所使用内存池的顶部。
  3. 执行 Minor GC 操作时,不会影响到永久代。从永久代到年轻代的引用被当成 GC roots,从年轻代到永久代的引用在标记阶段被直接忽略掉。
  4. 质疑常规的认知,所有的 Minor GC 都会触发“全世界的暂停(stop-the-world)”,停止应用程序的线程。对于大部分应用程序,停顿导致的延迟都是可以忽略不计的。其中的真相就
    是,大部分 Eden 区中的对象都能被认为是垃圾,永远也不会被复制到 Survivor 区或者老年代空间。如果正好相反,Eden 区大部分新生对象不符合 GC 条件,Minor GC 执行时暂停的时间将会长很多。

所以 Minor GC 的情况就相当清楚了——每次 Minor GC 会清理年轻代的内存。

Major GC vs Full GC

大家应该注意到,目前,这些术语无论是在 JVM 规范还是在垃圾收集研究论文中都没有正式的定义。但是我们一看就知道这些在我们已经知道的基础之上做出的定义是正确的,Minor GC 清理年轻带内存应该被设计得简单:

  • Major GC 是清理永久代。
  • Full GC 是清理整个堆空间—包括年轻代和永久代。

很不幸,实际上它还有点复杂且令人困惑。首先,许多 Major GC 是由 Minor GC 触发的,所以很多情况下将这两种 GC 分离是不太可能的。另一方面,许多现代垃圾收集机制会清理部分永久代空间,所以使用“cleaning”一词只是部分正确。

这使得我们不用去关心到底是叫 Major GC 还是 Full GC,大家应该关注当前的 GC 是否停止了所有应用程序的线程,还是能够并发的处理而不用停掉应用程序的线程。

这种混乱甚至内置到 JVM 标准工具。下面一个例子很好的解释了我的意思。让我们比较两个不同的工具 Concurrent Mark 和 Sweep collector (-XX:+UseConcMarkSweepGC)在 JVM 中运行时输出的跟踪记录。

第一次尝试通过 jstat 输出:

1
my-precious:
me$ jstat -gc -t 4235 1s
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Time
S0C    S1C    S0U    S1U      EC       EU        OC         OU       MC     MU    CCSC   CCSU   YGC     YGCT    FGC    FGCT     GCT  
 5.7
34048.0 34048.0  0.0   34048.0 272640.0 194699.7 1756416.0   181419.9  18304.0 17865.1 2688.0 2497.6      3    0.275   0      0.000    0.275
 6.7
34048.0 34048.0 34048.0  0.0   272640.0 247555.4 1756416.0   263447.9  18816.0 18123.3 2688.0 2523.1      4    0.359   0      0.000    0.359
 7.7
34048.0 34048.0  0.0   34048.0 272640.0 257729.3 1756416.0   345109.8  19072.0 18396.6 2688.0 2550.3      5    0.451   0      0.000    0.451
 8.7
34048.0 34048.0 34048.0 34048.0 272640.0 272640.0 1756416.0  444982.5  19456.0 18681.3 2816.0 2575.8      7    0.550   0      0.000    0.550
 9.7
34048.0 34048.0 34046.7  0.0   272640.0 16777.0  1756416.0   587906.3  20096.0 19235.1 2944.0 2631.8      8    0.720   0      0.000    0.720
10.7
34048.0 34048.0  0.0   34046.2 272640.0 80171.6  1756416.0   664913.4  20352.0 19495.9 2944.0 2657.4      9    0.810   0      0.000    0.810
11.7
34048.0 34048.0 34048.0  0.0   272640.0 129480.8 1756416.0   745100.2  20608.0 19704.5 2944.0 2678.4     10    0.896   0      0.000    0.896
12.7
34048.0 34048.0  0.0   34046.6 272640.0 164070.7 1756416.0   822073.7  20992.0 19937.1 3072.0 2702.8     11    0.978   0      0.000    0.978
13.7
34048.0 34048.0 34048.0  0.0   272640.0 211949.9 1756416.0   897364.4  21248.0 20179.6 3072.0 2728.1     12    1.087   1      0.004    1.091
14.7
34048.0 34048.0  0.0   34047.1 272640.0 245801.5 1756416.0   597362.6  21504.0 20390.6 3072.0 2750.3     13    1.183   2      0.050    1.233
15.7
34048.0 34048.0  0.0   34048.0 272640.0 21474.1  1756416.0   757347.0  22012.0 20792.0 3200.0 2791.0     15    1.336   2      0.050    1.386
16.7
34048.0 34048.0 34047.0  0.0   272640.0 48378.0  1756416.0   838594.4  22268.0 21003.5 3200.0 2813.2     16    1.433   2      0.050    1.484

这个片段是 JVM 启动后第17秒提取的。基于该信息,我们可以得出这样的结果,运行了12次 Minor GC、2次 Full GC,时间总跨度为50毫秒。通过 jconsole 或者 jvisualvm 这样的基于GUI的工具你能得到同样的结果。

1
java
-XX:+PrintGCDetails -XX:+UseConcMarkSweepGC eu.plumbr.demo.GarbageProducer
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
3.157:
[GC (Allocation Failure) 3.157: [ParNew: 272640K->34048K(306688K), 0.0844702 secs] 272640K->69574K(2063104K), 0.0845560 secs] [Times: user=0.23 sys=0.03, real=0.09 secs]
4.092:
[GC (Allocation Failure) 4.092: [ParNew: 306688K->34048K(306688K), 0.1013723 secs] 342214K->136584K(2063104K), 0.1014307 secs] [Times: user=0.25 sys=0.05, real=0.10 secs]
...
cut

for

brevity ...
11.292:
[GC (Allocation Failure) 11.292: [ParNew: 306686K->34048K(306688K), 0.0857219 secs] 971599K->779148K(2063104K), 0.0857875 secs] [Times: user=0.26 sys=0.04, real=0.09 secs]
12.140:
[GC (Allocation Failure) 12.140: [ParNew: 306688K->34046K(306688K), 0.0821774 secs] 1051788K->856120K(2063104K), 0.0822400 secs] [Times: user=0.25 sys=0.03, real=0.08 secs]
12.989:
[GC (Allocation Failure) 12.989: [ParNew: 306686K->34048K(306688K), 0.1086667 secs] 1128760K->931412K(2063104K), 0.1087416 secs] [Times: user=0.24 sys=0.04, real=0.11 secs]
13.098:
[GC (CMS Initial Mark) [1 CMS-initial-mark: 897364K(1756416K)] 936667K(2063104K), 0.0041705 secs] [Times: user=0.02 sys=0.00, real=0.00 secs]
13.102:
[CMS-concurrent-mark-start]
13.341:
[CMS-concurrent-mark: 0.238
/0.238
secs] [Times: user=0.36 sys=0.01, real=0.24 secs]
13.341:
[CMS-concurrent-preclean-start]
13.350:
[CMS-concurrent-preclean: 0.009
/0.009
secs] [Times: user=0.03 sys=0.00, real=0.01 secs]
13.350:
[CMS-concurrent-abortable-preclean-start]
13.878:
[GC (Allocation Failure) 13.878: [ParNew: 306688K->34047K(306688K), 0.0960456 secs] 1204052K->1010638K(2063104K), 0.0961542 secs] [Times: user=0.29 sys=0.04, real=0.09 secs]
14.366:
[CMS-concurrent-abortable-preclean: 0.917
/1.016
secs] [Times: user=2.22 sys=0.07, real=1.01 secs]
14.366:
[GC (CMS Final Remark) [YG occupancy: 182593 K (306688 K)]14.366: [Rescan (parallel) , 0.0291598 secs]14.395: [weak refs processing, 0.0000232 secs]14.395: [class unloading, 0.0117661 secs]14.407: [scrub symbol table, 0.0015323 secs]14.409: [scrub string table,
0.0003221 secs][1 CMS-remark: 976591K(1756416K)] 1159184K(2063104K), 0.0462010 secs] [Times: user=0.14 sys=0.00, real=0.05 secs]
14.412:
[CMS-concurrent-sweep-start]
14.633:
[CMS-concurrent-sweep: 0.221
/0.221
secs] [Times: user=0.37 sys=0.00, real=0.22 secs]
14.633:
[CMS-concurrent-reset-start]
14.636:
[CMS-concurrent-reset: 0.002
/0.002
secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]

在点头同意这个结论之前,让我们看看来自同一个 JVM 启动收集的垃圾收集日志的输出。显然- XX : + PrintGCDetails 告诉我们一个不同且更详细的故事:

基于这些信息,我们可以看到12次 Minor GC 后开始有些和上面不一样了。没有运行两次 Full GC,这不同的地方在于单个 GC 在永久代中不同阶段运行了两次:

  • 最初的标记阶段,用了0.0041705秒也就是4ms左右。这个阶段会暂停“全世界( stop-the-world)”的事件,停止所有应用程序的线程,然后开始标记。
  • 并行执行标记和清洗阶段。这些都是和应用程序线程并行的。
  • 最后 Remark 阶段,花费了0.0462010秒约46ms。这个阶段会再次暂停所有的事件。
  • 并行执行清理操作。正如其名,此阶段也是并行的,不会停止其他线程。

所以,正如我们从垃圾回收日志中所看到的那样,实际上只是执行了 Major GC 去清理老年代空间而已,而不是执行了两次 Full GC。

如果你是后期做决 定的话,那么由 jstat 提供的数据会引导你做出正确的决策。它正确列出的两个暂停所有事件的情况,导致所有线程停止了共计50ms。但是如果你试图优化吞吐量,你会被误导的。清 单只列出了回收初始标记和最终 Remark 阶段,jstat的输出看不到那些并发完成的工作。

结论

考虑到这种情况,最好避免以 Minor、Major、Full GC 这种方式来思考问题。而应该监控应用延迟或者吞吐量,然后将 GC 事件和结果联系起来。

随着这些 GC 事件的发生,你需要额外的关注某些信息,GC 事件是强制所有应用程序线程停止了还是并行的处理了部分事件。

如果你喜欢这篇我们垃圾回收手册的示例篇,那么请关注一下,整个教程将在2015年3月左右发布。

原文链接: javacodegeeks 翻译: ImportNew.com光光头去打酱油

译文链接: http://www.importnew.com/15820.html

Minor GC、Major GC和Full GC之间的区别的更多相关文章

  1. Minor GC、Major GC和Full GC之间的区别(转)

    在 Plumbr 从事 GC 暂停检测相关功能的工作时,我被迫用自己的方式,通过大量文章.书籍和演讲来介绍我所做的工作.在整个过程中,经常对 Minor.Major.和 Full GC 事件的使用感到 ...

  2. gc之六--Minor GC、Major GC、Full GC以及Mixed GC之间的区别

    目录: GC之一--GC 的算法分析.垃圾收集器.内存分配策略介绍 GC之二--GC日志分析(jdk1.8)整理中 GC之三--GC 触发Full GC执行的情况及应对策略 gc之四--Minor G ...

  3. gc之四--Minor GC、Major GC和Full GC之间的区别

    针对HotSpot VM的实现,它里面的GC其实准确分类只有两大种: Partial GC:并不收集整个GC堆的模式 Young GC:只收集young gen的GC Old GC:只收集old ge ...

  4. 6. GC 调优(工具篇) - GC參考手冊

    进行GC性能调优时, 须要明白了解, 当前的GC行为对系统和用户有多大的影响. 有多种监控GC的工具和方法, 本章将逐一介绍经常使用的工具. 您应该已经阅读了前面的章节: 垃圾收集简单介绍 - GC參 ...

  5. java虚拟机-GC-新生代的GC、老年代的GC

    名词解释: GC:垃圾收集器 Minor GC:新生代GC,指发生在新生代的垃圾收集动作,所有的Minor GC都会触发全世界的暂停(stop-the-world),停止应用程序的线程,不过这个过程非 ...

  6. Java GC 专家系列3:GC调优实践

    本篇是”GC专家系列“的第三篇.在第一篇理解Java垃圾回收中我们学习了几种不同的GC算法的处理过程,GC的工作方式,新生代与老年代的区别.所以,你应该已经了解了JDK 7中的5种GC类型,以及每种G ...

  7. Unity优化之GC——合理优化Unity的GC

      转载请标明出处http://www.cnblogs.com/zblade/ 最近有点繁忙,白天干活晚上抽空写点翻译,还要运动,所以翻译工作进行的有点缓慢 =.= PS: 最近重新回来更新了一遍,文 ...

  8. 深入浅出 JVM GC(4)常用 GC 参数介绍

    # 前言 从前面的3篇文章中,我们分析了5个垃圾收集器,还有一些 GC 的算法,那么,在 GC 调优中,我们肯定会先判断哪里出现的问题,然后再根据出现的问题进行调优,而调优的手段就是 JVM 提供给我 ...

  9. Oracle RAC 全局等待事件 gc current block busy 和 gc cr multi block request 说明--转载(http://blog.csdn.net/tianlesoftware/article/details/7777511)

    一.RAC 全局等待事件说明 在RAC环境中,和全局调整缓存相关的最常见的等待事件是global cache cr request,global cache busy和equeue. 当一个进程访问需 ...

随机推荐

  1. Struts(二十五):自定义验证器

    编程验证 Struts2提供了一个Validateable接口,可以使用Action类实现这个接口以提供编程验证: ActionSupport类已经实现了Validateable接口. public ...

  2. XPath 轴

    XML 实例文档 我们将在下面的例子中使用此 XML 文档: <?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1"?> ...

  3. 【js 笔记】读阮一峰老师 es6 入门笔记 —— 第一章

      鉴于最近用 vuejs 框架开发项目,其中有很多涉及到 es6 语法不太理解所以便认真地读了一下这本书. 地址:http://es6.ruanyifeng.com/#README 第一章:let ...

  4. [bzoj 1293] [SCOI2009] 生日礼物

    传送门(bzoj) 传送门(luogu) 题目: Description 小西有一条很长的彩带,彩带上挂着各式各样的彩珠.已知彩珠有N个,分为K种.简单的说,可以将彩带考虑为x轴,每一个彩珠有一个对应 ...

  5. k8s踩坑记 - kubeadm join 之 token 失效

    抛砖引玉 环境 centos 7 amd64 两台 kubernetes 1.10 伴随着k8s1.10版本的发布,前天先在一台机器上搭建了k8s单机版集群,即既是master,也是node,按照经验 ...

  6. servlet之cookie实现

    三个servlet的实现: package app02c;import java.io.IOException;import java.io.PrintWriter;import javax.serv ...

  7. react-router 4实现代码分割(code spliting)

    官方一开始推荐的使用bundle-loader来做代码分割的方式感觉有点麻烦,而且代码看起来有点不舒服.而且需要一直依赖bunder-loader 一开始我想为什么不能像vue一样,直接使用ES的新特 ...

  8. [AH/HNOI2017]影魔

    题目背景 影魔,奈文摩尔,据说有着一个诗人的灵魂. 事实上,他吞噬的诗人灵魂早已成千上万. 千百年来,他收集了各式各样的灵魂,包括诗人. 牧师. 帝王. 乞丐. 奴隶. 罪人,当然,还有英雄. 题目描 ...

  9. ●BZOJ 2337 [HNOI2011]XOR和路径

    题链: http://www.lydsy.com/JudgeOnline/problem.php?id=2337题解: 概率dp, 因为异或的每一位之间没有关系,我们就依次考虑每一位k.(即边权要么为 ...

  10. 【luogu2161】【SHOI2009】Booking会场预约

    原题传送门 题意简析:你需要写一个数据结构,维护一个时间轴,支持如下操作: 1)插入1个新区间,删除所有时间轴上与它有交的区间并输出个数. 2)查询当前时间轴上的区间个数. 解题思路:裸的无旋trea ...