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关于垃圾回收被误解的7件事

发表于: 2015-04-29   作者:cfyme   来源:转载   浏览次数:
摘要: 对Java垃圾回收最大的误解是什么?它实际又是什么样的呢? 当 我还是小孩的时候,父母常说如果你不好好学习,就只能去扫大街了。但他们不知道的是,清理垃圾实际上是很棒的一件事。可能这也是即使在Java的世界中, 同样有很多开发者对GC算法产生误解的原因——包括它们怎样工作、GC是如何影响程序运行和你能对它做些什么。因此我们找到了Java性能调优专家Haim Yadid,并把名为Java p

对Java垃圾回收最大的误解是什么?它实际又是什么样的呢? 

当 我还是小孩的时候,父母常说如果你不好好学习,就只能去扫大街了。但他们不知道的是,清理垃圾实际上是很棒的一件事。可能这也是即使在Java的世界中, 同样有很多开发者对GC算法产生误解的原因——包括它们怎样工作、GC是如何影响程序运行和你能对它做些什么。因此我们找到了Java性能调优专家Haim Yadid,并把名为Java performance tuning guide的文章发表在Takipi的博客上。 

最新博文:关于垃圾回收被误解的7件事 
http://t.co/3QJLJuKCRqpic.twitter.com/aqQEF0zTkK 
— Takipi (@takipid) April 6, 2015 

带着对性能调优指南浓厚的兴趣,我们决定在这篇后续的博文中收集一些关于垃圾回收的流行观点,并且指出为什么它们完全是错误的。 

来看看前7名: 
1. 只有一个垃圾回收器 

不,并且4也是错误的答案。HotSpot JVM一共有4个垃圾回收器:Serial, Parallel / Throughput. CMS, and the new kid on the block G1。别急,另外还有一些非标准的垃圾回收器和更大胆的实现,比如Shenandoah或 者其他JVM使用的回收器(C4——Azul开发的无停顿回收器)。HotSpot默认使用Parallel / Throughput回收器,但它常常不是你运行程序的最佳选择。比如CMS和G1会使GC停顿(GC pause)发生的频率降低,但是对于每次停顿所花费的时间,很可能比Parallel回收器更长。另一方面来说,在使用相同大小堆内存的情况下,Parallel回收器能带来更高的吞吐量。 

结论:根据你的需求(可接受的GC停顿频率和持续时间)选择合适的垃圾回收器。 

2. 并行(Parallel) = 并发(Concurrent) 

一个GC周期(Garbage Collection cycle)可以以STW(Stop-The-World)的形式出现,这会发生一次GC停顿,也可以并发地执行从而无需暂停应用程序。更进一步来 讲,GC算法本身可以是串行的(单线程),也可以是并行的(多线程)。因此当我们提到并发的GC时,并不代表它是并行完成的,相反当提到串行GC时,也并 不意味着就一定会出现GC停顿。在GC的世界中,并发和并行是两个完全不同的概念。并发针对的是GC周期,而并行针对GC算法自身。 

结论:垃圾回收的过程实际上有两步,启动GC周期和GC自身运行,这是不同的两件事。 
3. G1能解决所有问题 

经过一系列修正和改 进,Java 7中引入了G1回收器,它是JVM垃圾回收器中最新的组件。G1最大的优势就是解决了CMS中常见的内存碎片问题:GC周期会从老年代(Old Generation)中释放内存块,结果内存变得像瑞士奶酪那样千疮百孔,直到JVM对其无从下手了,才不得不停下来处理这些碎片。但是故事没这么简 单,某些情况下其他回收器可能比G1有更好的表现,这完全取决于你的需求。 

结论:没有一个奇迹般的回收器能解决所有GC问题,你应该通过具体实验来选择合适的回收器。 
4. 平均事务时间是最需要被关注的指标 

如 果你仅仅监控服务器的平均事务时间,那么很可能错过一些异常值。这些异常的情况可能对用户来说是毁灭性的,而人们没有意识到它的重要性。比如一个事务在正常情况下耗时100ms,但受到GC停顿的影响,花了1分钟才完成。除了用户没人会注意到这个问题,因为你只观察了平均事务时间。试想有1%或者更多的用 户经历了这个场景,如果只关注平均值,它就太容易被忽略了。想了解更多和延迟相关的问题和怎样正确处理,可以在这里阅读Gil Tene的博客。 

结论:留心那些异常值,你可以知道系统最后那1%的状况。(可不是这个1%) 
5. 降低新对象的分配率可以改善GC的运行状况 

我们可以 粗略地把系统中的对象分为三种:长命(long-lived)对象,对它们我们一般做不了什么;中等寿命(mid-lived)对象,最大的问题可能出现在这;短命(short-lived)对象,它们的释放和回收通常都很快,在下个GC周期来临时就会消失。专注于中等寿命对象的分配率可以带来有益的结 果,这对短命和长命的对象却不是那么有效。另外,控制中等寿命对象往往是一项困难的工作。 

结论:给服务器带来压力的并不单纯是对象的分配率,在运行过程中这些对象的种类才是一切麻烦的根源。 

6. 调优可以解决所有事 

如果你的程序需要保存大量被频繁修改的状态,对JVM堆内存进行调优就无法带来很好的收益。较长的GC停顿是不可避免的。一个解决办 法是对架构进行改善,保证一个对响应时间有决定性影响或者造成瓶颈的过程中,不包含大量状态。大量状态和响应能力是难以良好共存的,因此将它们分开处理才 是上上之选。 

结论:不是所有的问题都可以通过调整JVM参数解决,有时你只需要回顾自己的绘图板。(译注:重新审视程序的设计) 
7. GC日志会导致巨大的系统开销 

简单来说,这是错的,尤 其在默认的日志配置下。日志数据是极为有价值的,Java 7中还引入了钩子来控制它们的大小,保证硬盘空间不被用尽。如果不收集GC日志,那么你会失去这几乎是唯一的,知晓JVM垃圾回收器在生产环境中工作状态 的方法。一般可接受的GC开销以5%作为上限,如果你能知道系统为GC停顿付出的代价,也能对最小化这个代价采取行动,这种程度的开销是不值一提的。 

结论:在能力范围内,尽可能多地获取系统在生产环境中的运行数据,你会发现那是一个全新的世界。 

总结 

希望上面的结论能帮助你们更好地把握Java垃圾回收器的工作。在你们的程序中出现过类似问题吗?你们周围还有没有其他对GC常见的误解?请在下面的评论区留言。

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