Сборщики мусора, часть 2. Java 8

В команде java 8 четыре участника: Serial GC, Parallel GC, CMS, G1.

Прежде, чем разобрать разницу между ними, повторим теорию. Базовый алгоритм сборки мусора такой:
🔸Построить граф живых объектов
🔸Пометить те, что остались, на удаление
🔸Удалить ненужные объекты
🔸Сгруппировать выжившие
*Сборщики в java 8 пропускают последнюю фазу

Обходить каждый раз всю память - долго и нерационально. Выгоднее всего убирать локальные переменные и промежуточные объекты. Это суть гипотезы поколений:

Память делится на регионы. Новые объекты помещаются в область «новое поколение». Там сборщик будет работать чаще всего. Объекты, которые пережили несколько сборок, считаются «старыми» и переносятся в другую область памяти. Их проверяют реже.

Сборка может быть трёх типов:
▫️Minor - обойти только молодое поколение
▫️Major - только старое
▫️Full - память целиком

Перейдём к практике. Я опустила 90% деталей, чтобы наглядно показать разницу между коллекторами.

Serial GC
При любом типе сборки коллектор останавливает потоки основного приложения. Один поток коллектора выполняет все этапы.
✅ Минимум действий при работе приложения
❌ Долгие паузы
Когда ок: память до 100 МБ, одно ядро, остановки не критичны

Parallel GC
Тоже останавливает работу приложения, но запускает несколько потоков для сборки мусора. Сборщик по умолчанию в java 8.
✅ Работает почти незаметно — не более 1% процессорного времени
❌ Чем больше памяти — тем дольше паузы.

CMS - Concurrent Mark Sweep
Старое и новое поколение обрабатывается по-разному.
▫️Чистка нового поколения как в Parallel GC: основное приложение останавливается, и запускаются несколько потоков коллектора.
▫️Старшее поколение собирается по-другому:
Большая часть графа объектов строится параллельно с основным приложением. Объекты удаляются тоже параллельно. Поэтому сборщик и называется Concurrent Mark Sweep - параллельная разметка и удаление.
⛔️ Помечен Deprecated в Java 9, потому что по всем фронтам уступает G1

G1 - Garbage First
Предыдущие сборщики делили память на 3-4 большие области — одно для старого поколения и 2-3 для нового. Суть G1 — деление памяти на 2048 регионов, которым присваивается тип - свободный, young, survivor или old.

Что это даёт:
▪️Сборщик обрабатывает только несколько регионов, а не всё поколение за раз.
▪️Можно менять количество регионов и регулировать время паузы.
▪️Приложения с большой памятью не тормозят, тк память обрабатывается по частям.
▪️Если регион однородный, можно сразу поменять его тип. Был молодой — стал свободный. Был молодой — стал выживший.
▪️Каждый регион мониторится отдельно. Так G1 выбирает перспективные регионы, куда недавно добавилось много объектов. Отсюда и название - Garbage First.

В остальном G1 похож на предыдущие сборщики:
🔹Уборка в молодом поколении останавливает потоки приложения.
🔹Общая проходит как у CMS — некоторые фазы тормозят работу приложения, некоторые работают параллельно

✅ Есть настройка длины паузы и других параметров. Гайд по тюнингу G1
✅ Работает с большой памятью
✅ Анализирует статистику сборок, хорошо работает с настройками по умолчанию.
❌ Занимает до 10% процессорного времени

G1 показывает отличные результаты в энтерпрайзе. В java 9 стал сборщиком мусора по умолчанию.

В следующей части посмотрим на новые сборщики — Shenandoah, ZGC и Epsilon GC.

#jvm