G1 垃圾收集器

Java 技术和 JVM 概览

Java

1995年Sun公司发布了一门编程语言——Java。Java广泛应用与基础软件、游戏以及商业软件中。Java运行在超过8亿5千万的私人设备上，包括移动终端、私人电脑和服务器。
Java是一门面向对象的编程语言，有以下几个特点：

平台独立。Java程序代码被编译为字节码并存储在class文件中，由JVM加载class文件来运行。
面向对象。
自动垃圾收集。在C/C++语言中，开发者既是权利至高无上的上帝，又是最苦逼的奴隶。开发者能够利用指针直接操作内存，但是同时也要记得回收/释放这块内存，否则就会造成内存泄漏。
功能丰富的标准库。

Java 运行环境（Java Runtime Environment）

JRE包含JVM（java虚拟机 Java Virtual Machine ）以及java平台核心类库和支持文件。

Java Development kit

Java Development kit（JDK）是用于开发JAVA程序的一系列工具的集合。利用JDK，开发者不仅可以将Java程序编译后放在JVM中运行，也可以将JAVA应用程序打包和发布。

Java Virtual Machine

Java Virtual Machine（Java虚拟机，JVM）是一个抽象的操作系统。JAVA程序运行在JVM中，JVM屏蔽了不同操作系统底层接口的差异性，提供统一的接口和类库给JAVA程序，从而实现了JAVA语言的平台独立特性。
JAVA虚拟机对JAVA编程语言一无所知，它只认识字节码（准确的说，只认识class文件。Class文件中包括Java虚拟机指令，符号表以及其他的辅助信息）。换句话说，完全可以用其他语言来编写程序，只要有一个工具将语言翻译为字节码即可。
JVM拥有非常完善的体系架构，能够让它支持许多强大的基础特性，并实现了高性能和可大规模扩展的能力。以目前主流的JVM——HotSpot来说，
HotSpot中的JIT（Just In Time）编译器在发现某个方法或者代码块调用特别频繁的时候，会将这些代码认定为“热点代码（HotSpot Code）”，为了提高热点代码的运行效率，在运行时，HotSpot虚拟机将这些代码编译为与平台相关的机器码，并进行各个层次的优化，从而极大的提升整个软件的运行效率（据说在某些场景中，优化后的代码块运行速度甚至可以超过C++或者C）。

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HotSpot虚拟机的三个关键组件是：

Heap（堆），Heap是存放对象和数组的内存区域，它是垃圾收集器的重点回收目标。大多数的优化手段都是调整堆大小以及选择合适的垃圾收集器
JIT编译器，负责将机器码转化为操作系统原生指令。
Garbage Collector，垃圾收集器，负责回收内存。

性能优化的基本目标

一般来说，优化JAVA程序的目标分为两种：

响应时间
吞吐量

响应时间

响应时间代表应用程序多快能做成响应，例如：

. UI程序对一个事件（如点击一个按钮）的响应速度;
. 网站返回请求网页的速度
. 数据库查询的执行时间

以上这些场景，长时间的等待无疑会导致是不可接受的。

吞吐量

吞吐量代表应用程序在单位时间内处理的任务数量最大值。例如：

. 单位时间内的事务完成数量。
. 一小时内程序处理的任务数。
. 一小时内数据库能完成的查询数量。

在此种场景下，较长的暂停时间是可接受的，重点是要完成更多的任务。

回顾一下JVM GC

GC的作用就是回收内存。优化GC的收集效率，减少内存碎片，减少停顿（STW：Stop The World）是GC开发团队的永恒目标。

串行收集器（Serial 以及 Serial Old）

-XX:+SerialGC

串行收集器采用单线程STW的方式来回收内存空间。
当内存不足的时候，串行GC设置停顿表示，等所有线程都进入安全点后，应用线程全都暂停，GC开始工作，回收并整理空间。
显然，串行收集器非常适合与堆内存不大，单核甚至双核的应用程序中，这样的应用程序往往是客户端程序。

并行收集器（Parallel Scavenge + Parallel Old）

-XX:+UseParallelGC 或者