垃圾回收系列（4）：GC性能调优及总结

本文为垃圾回收讲座第四篇，也是最后一篇。前三篇（一
、二
、三
）分别介绍了手工管理内存带来的一些问题，一些经典的GC算法以及CLR与JVM在垃圾回收方面的比较。本文将会简单介绍垃圾回收性能调优的话题，以及给大家推荐一些垃圾回收的资料和开源项目。

GC性能调优

无论对于哪方面的调优，数据库调优、网络调优还是垃圾回收调优，其遵循的过程都是一样的：首先要评估现状，当前的状况是什么样的，收集相关的数据；
再次设定一个目标，即我们调优要达到什么目的，而不是盲目的进行调整；然后做一些调优方面的尝试，并对调优的结果进行验证，看看尝试调优的结果如何，最后
再进行一些细微调整。调优的过程不是一蹴而就的，而是我们可能要在反复去做这几个步骤，如下图所示：



在评估现状阶段，主要是收集现阶段的运行数据，典型的数据如：

a. 垃圾回收（新、Full GC）频率

b. 垃圾回收（新、Full GC）花费时间

c. 旧生代（第2代、大对象堆）对象数量

幸运的是，不管是在CLR上面还是JVM上，都有大量的工具能够帮助我们完成数据的收集：

CLR：CLR Profiler、VSTS、Windows Performance Monitor、Windbg + SOS

JVM：GC日志、GC Portal、JConsole、JVisualVM/VisualGC、JMap

如下图所示使用JConsole监控应用程序内存使用情况，以及GC时间等，完整的JConsole使用方法可以参考这里
。



下图为使用CLR Profiler查看托管堆上各代对象情况：



GC性能调优的第二阶段是确定调优的目标：如降低垃圾回收（新、Full GC）频率；减少垃圾回收（新、Full
GC）时间；减少由于垃圾回收造成应用程序暂停时间等等。接下来根据制定的目标进行一些优化，Full
GC频率太高，是因为有大量的新对象被提升，造成2代（旧生代）空间占满，从而导致Full GC太频繁，那我们就需要考虑降低Full
GC的频率，如是不是由于Finalize()方法导致；扩容2代（旧生代）大小（JVM）；修改程序（缓存的东西太多）等。

上面只是简单介绍了GC性能调优的几个步骤，并没有特别具体介绍在CLR和JVM如何调优（说实话，在CLR上面，什么都不用去做，因为没得选择）。总之，在做GC性能调优时，牢记墨菲定律：

a. 任何事都没有表面看起来那么简单

b. 所有的事都会比你预计的时间长

c. 会出错的事总会出错

d. 如果你担心某种情况发生，那么它就更有可能发生

GC资料推荐

迄今为止，唯一一本介绍垃圾收集的书籍《Garbage Collection》，书中的内容相当全面，从垃圾回收算法到各种垃圾回收器，都有介绍，可惜中文版已经绝版：



全书共12章。第1章首先介绍计算机存储器管理的演化和自动内存回收的需求，并引入了本书所使用的术语和记法。第2章介绍了3种“经典”的垃圾收集
技术：引用计数（reference counting）、标记－清扫（mark-sweep）和节点复制算法（copying）。
随后的4章更详细地讨论了上述这些垃圾收集方式和标记－缩并（mark-compact）收集。第7章和第8章分别介绍了在现代垃圾收集实现中具有重要地
位的分代式（generational）垃圾收集和渐进式（incremental）垃圾收集。第9章和第10章扩展了垃圾收集的领域，讨论了如何让垃圾
收集能够在无法得到来自语言编译器的支持的环境（分别是C和C++）中运行。第11章讨论了一个相对较新的研究领域 --
垃圾收集和硬件数据cache的相互作用。第12章简要地考察了用于分布式系统的垃圾收集。

另外，研究垃圾回收还可以从开源项目中获益：

libgc
：开源的C/C++垃圾回收器实现，详细信息可以到这里
了解。另外，在Sun网站上有一篇文章
作了详细的介绍。

sscli：CLI的开源实现，只可惜从.NET 2.0之后就再也没有更新过，也是目前唯一可以了解CLR垃圾回收细节的源代码。

manualgc
：网易云风写的C垃圾回收器，代码只有短短的几百行，里面有些数据结构的设计相当精妙，大家可以学习一下。

至此垃圾回收讲座的系列文章就整理完了，由于PPT材料不能公开，只好以文章的形式为大家介绍，希望对大家有所帮助。前面三篇文章的链接：

垃圾回收系列（1）：没有GC，世界将会怎样

垃圾回收系列（2）：几种经典的垃圾回收算法

垃圾回收系列（3）：CLR与JVM垃圾回收器的比较