Java Adventskalender 2017 Dies ist der Artikel am 21. Tag. Java 9 wurde dieses Jahr veröffentlicht und der Standard-GC für die HotSpot-JVM ist jetzt G1. Ich werde ihn daher zur Überprüfung veröffentlichen.

GC-Typ

In HotSpot VM sind vier GC-Algorithmen implementiert.

Serieller Typ
Paralleler Typ (Durchsatztyp)
CMS
G1

Serieller Typ

Dies ist der Standard-GC für Single-Core-CPU-Computer. Die GC-Verarbeitung wird in einem einzelnen Thread ausgeführt. In der kleinen Speicherbereinigung und der vollständigen Speicherbereinigung werden alle Anwendungen gestoppt.

Paralleltyp (Durchsatztyp)

Dies ist der Standard-GC für Multi-Core-CPU-Maschinen. Da der GC-Prozess in mehreren Threads ausgeführt wird, wird der GC schneller als der serielle Typ ausgeführt. In Java7u4 oder früheren Versionen ist nur die Verarbeitung des jungen Bereichs Multithreading. Wenn Sie Multithreading für die Verarbeitung des alten Bereichs verwenden, müssen Sie die Option -XX: + UseParallelOldGC angeben. Seit Java7u4 ist Multithread-GC die Standardeinstellung für junge und alte Bereiche.

CMS(Concurrent Mark Sweep) Dieser GC wurde entwickelt, um langfristige Anwendungsausfälle im Zusammenhang mit der vollständigen Speicherbereinigung zu vermeiden. In der Minor Garbage Collection wird der Anwendungsthread wie im seriellen und parallelen Typ gestoppt. Die vollständige Speicherbereinigung stoppt den Anwendungsthread nicht, verwendet jedoch einen oder mehrere Threads, um den alten Bereich im Hintergrund zu durchsuchen und nicht verwendete Objekte zu verwerfen. Infolgedessen ist die Gesamtzeit, in der der Anwendungsthread gestoppt wird, kürzer als die des Durchsatztyps.

Was ist G1GC?

G1(Garbage 1st)
Der gleiche gleichzeitige Typ wie CMS, da die GC-Verarbeitung parallel zum Anwendungsthread ausgeführt wird. ――Es ist das gleiche wie das vorherige GC in Bezug auf das Generations-GC
Geeignet für Apps mit einer großen Heap-Größe (ca. 4 GB oder mehr)
Implementiert von Java6. Bis zu Java7u4 ist jedoch eine Testimplementierung, und Java8 oder höher wird für die Verwendung in der Produktion empfohlen.

Heap-Management

Traditionelles (serielles, paralleles, CMS) Heap-Management

G1-Heap-Management

Der Heap ist in Regionen unterteilt und verwaltet.

Regionsgröße

In der Standardeinstellung wird die Regionsgröße durch die Heap-Größe bestimmt.

Wurfgröße	Regionsgröße
Weniger als 4 GB	1MB
4 GB oder mehr und weniger als 8 GB	2MB
8 GB oder mehr und weniger als 16 GB	4MB
16 GB oder mehr und weniger als 32 GB	8MB
32 GB oder mehr und weniger als 64 GB	16MB
64 GB oder mehr	32MB

Sie können die Größe auch selbst mit dem Flag -XX: G1HeapRegionSize = N angeben. 0 ist der Standardwert. N muss eine Potenz von 2 sein, und wenn ein anderer Wert angegeben wird, wird er auf die nächste Potenz von 2 abgerundet.

In den meisten Fällen ist der Standardwert OK, in den folgenden Fällen ist jedoch eine Optimierung erforderlich. Wenn beispielsweise der Schwankungsbereich des Heaps groß ist (-Xms4G -Xmx16G), beträgt die Regionsgröße standardmäßig 1 MB, und wenn der Heap erweitert wird, beträgt die Anzahl der Regionen 16.000. Da G1GC unter der Annahme entworfen wurde, dass die Anzahl der Regionen etwa 2.048 beträgt, wird sich die GC-Effizienz verschlechtern. Passen Sie in einem solchen Fall die Größe so an, dass die Anzahl der Regionen etwa 2.048 beträgt, indem Sie die obige Option angeben.

G1GC-Algorithmus

In G1 werden vier Hauptprozesse ausgeführt.

GC in die junge Region

Wenn der Eden-Raum voll ist, tritt eine GC zum jungen Bereich auf. Wenn der GC abgeschlossen ist, ist der Eden-Bereich leer und die Region wird freigegeben. Mindestens ein Überlebensraum wird zugewiesen und einige Objekte werden in den alten Bereich verschoben.

Gleichzeitiger Zyklus

Im gleichzeitigen Zyklus besteht die Hauptsache darin, den Bereich, in dem der alte Bereich nicht verwendet wird, mit einer Markierung (X in der Abbildung) zu versehen. Führen Sie vor dem Markieren eine GC für den jungen Bereich durch.

Der gleichzeitige Zyklus ist in mehrere Phasen unterteilt.

Anfangsmarke
Root-Region-Scan
Concurrent-Mark
Bemerkung
Aufräumen
gleichzeitige Bereinigung

Von diesen stoppen Anwendungsthreads bei 1, 4 und 5.

Gemischte GC

Der Eden-Raum wird vollständig geleert und der Überlebensraum wird angepasst. Im alten Gebiet wird ein Teil der Region, der im gleichzeitigen Zyklus markiert ist, freigegeben. Es reduziert auch die Heap-Fragmentierung, indem Daten, die in der markierten Region verwendet werden, in eine andere Region verschoben werden. Anstatt alle markierten Regionen in einem GC freizugeben, wiederholen Sie den gemischten GC, um einen Ausfall des gleichzeitigen Modus zu vermeiden.

Volle Müllabfuhr

Dies ist die übliche vollständige Speicherbereinigung. Eine vollständige Speicherbereinigung sollte in G1 vermieden werden. In diesem Fall müssen Sie es optimieren. Es gibt vier Hauptursachen für die vollständige Speicherbereinigung:

Es tritt ein Fehler im Gleichstrommodus auf
Bewegungsfehler
Bewegungsfehler
Fehler beim Zuweisen eines großen Objekts

Ich werde eines Tages die Ursache für diese Vorkommnisse und die Abstimmungsmethode aufschreiben.

Wo zu verwenden

Welcher GC verwendet werden soll, sollte anhand des Leistungszielwerts und der aktuellen CPU-Auslastung berücksichtigt werden.

Web-System

――Der gleichzeitige Typ wird empfohlen, wenn Sie die Auswirkungen auf einige Anforderungen aufgrund der vollständigen Speicherbereinigung minimieren möchten.

Wenn Sie Wert auf den durchschnittlichen Wert der Antwortzeit ohne Ausreißer legen (Anforderungen, die von der vollständigen Speicherbereinigung betroffen sind), liefert der Durchsatztyp gute Ergebnisse.
Wenn es sich um einen gleichzeitigen Typ handelt, können lange Ausfälle vermieden werden, aber die CPU-Auslastung steigt.

Batch-System

Wenn Sie sich die CPU-Auslastung leisten können, ist der gleichzeitige Typ gut. Sie können die vollständige Speicherbereinigung vermeiden und den Vorgang schnell abschließen.
Wenn Sie den gleichzeitigen Typ verwenden, wenn nicht genügend CPU-Auslastung vorhanden ist, wird der Abschluss der Verarbeitung verzögert.

Schließlich

GC ist das Herz von Java (JVM). Speicherbezogene Leistungsprobleme sind in jeder Java-Version eines Systems unvermeidbar. Ich möchte etwas über dieses neue, aber standardmäßige G1GC verstehen.

* Beachten *

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[JAVA] G1 Müllabfuhr in 3 Minuten