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【Java】JVM – 各版本默认垃圾收集器

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【Java】JVM – 各版本默认垃圾收集器一起了解一下 Java 各版本默认使用的垃圾收集器吧。本文讲述了查看默认垃圾收集器的方法，并且对比了自 JDK5 到 JDK16 各版本的默认 GC 和默认 JVM 参数。

一起了解一下 Java 各版本默认使用的垃圾收集器吧。

前言

操作系统信息：

版本　　　　　Windows 11 家庭中文版
版本　　　　　21H2
安装日期　　　‎2021/‎7/‎1
操作系统版本　22000.160
序列号　　　　PF2A6MPG
体验　　　　　Windows 功能体验包 1000.22000.160.0

JDK 介绍：

JDK 有很多版本，除了 Oracle 官方的之外，还有各种 OpenJDK，比如 adopt-openjdk、Amazon Corretto JDK、Azul Zulu CommunityTM JDK、Eclipse Temurin JDK 等等，甚至连微软都加入了 JDK 的开发😏。

不同 JDK 用的 JVM 不同，因此默认所使用的垃圾收集器也不同。所以，同一版本 JDK 出现使用不同默认垃圾收集器的情况不必惊讶，更不必争论。没有调查就没有发言权，但即使调查了，也仅仅只有发言权，不一定是正确答案。费劲心血所收获的，也可能只是魔方的一面，而非全貌。

结果：

结果在最后章节，想看结果的朋友可以直接按目录跳转。

查询默认垃圾收集器

通过 Java 命令

使用 -XX:+PrintCommandLineFlags 可以查询 Java 启动时定义好的变量，用它可以看到使用的 GC。

PS C:\Program Files\Java> java -XX:+PrintCommandLineFlags -version
-XX:ConcGCThreads=3 -XX:G1ConcRefinementThreads=13 -XX:GCDrainStackTargetSize=64 -XX:InitialHeapSize=257798976 -XX:MarkStackSize=4194304 -XX:MaxHeapSize=4124783616 -XX:MinHeapSize=6815736 -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:ReservedCodeCacheSize=251658240 -XX:+SegmentedCodeCache -XX:+UseCompressedClassPointers -XX:+UseCompressedOops -XX:+UseG1GC -XX:-UseLargePagesIndividualAllocation
java version "16.0.2" 2021-07-20
Java(TM) SE Runtime Environment (build 16.0.2+7-67)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 16.0.2+7-67, mixed mode, sharing)

通过代码

代码获取的是实际的垃圾收集器，只要在运行时不添加任何 JVM GC 参数，就会使用默认的 GC。使用代码：

import java.lang.management.GarbageCollectorMXBean;
import java.lang.management.ManagementFactory;

public class CheckDefaultGC {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Get JDK Default GC for jdk"
                + System.getProperty("java.version") + " - "
                + System.getProperty("java.vm.name") + ":");
        for (GarbageCollectorMXBean gcBean : ManagementFactory.getGarbageCollectorMXBeans()) {
            System.out.println(gcBean.getName());
        }
    }
}

由于 Java 向下兼容的特性，旧版本的 Java 程序可以在新版 JDK 中运行，因此使用 JDK5 编译器将程序编译为 class 文件再编译成 jar 包，供所有 JDK 运行。

不要相信 IDE 运行的结果，有些 IDE 会默认添加 JVM 参数，虽然我们可以修改或者去掉，但也是麻烦事。使用 java 命令最简单。

  • MANIFEST.MF：

    Manifest-Version: 1.0
Created-By: 1.5.0_22 (Sun Microsystems Inc.)
Main-Class: com.test.CheckDefaultGC

  • 打包：

    PS C:\Workspace\Idea\java-test\src> & 'C:\Program Files\Java\jdk1.5.0_22\bin\javac.exe' .\com\test\CheckDefaultGC.java -version
javac 1.5.0_22
 
PS C:\Workspace\Idea\java-test\src> & 'C:\Program Files\Java\jdk1.5.0_22\bin\jar.exe' -cfmv check-default-gc.jar .\com\test\CheckDefaultGCManifest.MF .\com\test\CheckDefaultGC.class
标明清单(manifest)
增加：com/test/CheckDefaultGC.class(读入= 1138) (写出= 655)(压缩了 42%)

  • 测试：

    PS C:\Program Files\Java> java -jar C:\Workspace\Idea\java-test\src\check-default-gc.jar
Get JDK Default GC for jdk16.0.2 - Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM:
G1 Young Generation
G1 Old Generation

查询默认垃圾收集器

JDK5

JDK5 是 Java 的重大里程碑版本，此前所有 JDK 都称为 JDK 1.x，自第五版本起，改为 JDKX 方式命名。

PS C:\Program Files\Java> .\jdk1.5.0_22\bin\java.exe -jar C:\Workspace\Idea\java-test\src\check-default-gc.jar
Get JDK Default GC for jdk1.5.0_22 - Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM:
PS Scavenge
PS MarkSweep

PS C:\Program Files\Java> .\jdk1.5.0_22\bin\java.exe -XX:+PrintCommandLineFlags -version
-XX:MaxHeapSize=1073741824 
-XX:+UseParallelGC
-XX:+PrintCommandLineFlags 
java version "1.5.0_22"
Java(TM) 2 Runtime Environment, Standard Edition (build 1.5.0_22-b03)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 1.5.0_22-b03, mixed mode)

  • MaxHeapSize：最大堆大小，即 Xmx，1073741824 = 1G，可以直接指定以 g/m/k 为单位。

  • +UseParallelGC：使用 Parallel 垃圾收集器，即 PS Scavenge 和 PS MarkSweep。

注意这里的 + 号，有 +/- 号表示启用/关闭，没有的表示是配置属性。

JDK6

PS C:\Program Files\Java> .\jdk1.6.0_45\bin\java.exe -XX:+PrintCommandLineFlags -version
-XX:InitialHeapSize=257798976 
-XX:MaxHeapSize=4124783616 
-XX:ParallelGCThreads=13 
-XX:+UseCompressedOops 
-XX:-UseLargePagesIndividualAllocation 
-XX:+UseParallelGC
-XX:+PrintCommandLineFlags 
java version "1.6.0_45"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.6.0_45-b06)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 20.45-b01, mixed mode)

  • InitialHeapSize：初始堆大小，即 Xms，257798976 = 245.8M，可以直接指定以 g/m/k 为单位。

  • ParallelGCThreads：并行 GC 线程数量，只要是多线程 GC 就可以设置。

    默认情况下，当 CPU 数量小于8， ParallelGCThreads 的值等于 CPU 数量，当 CPU 数量大于 8 时，根据公式计算得出：ParallelGCThreads = 8+((N-8)×5/8) = 5×N/8+3，这里的 CPU 和 N 指逻辑 CPU 的数量，测试电脑为 16 核心数，因此计算结果为 13 符合。

  • +UseCompressedOops ：启用压缩普通对象指针，减少指针内存使用量。

    关于压缩指针个人觉得有一篇文章写的挺好的：JVM之压缩指针（CompressedOops） (juejin.cn)

  • -UseLargePagesIndividualAllocation ：关闭？？？

PS C:\Program Files\Java> .\jdk1.6.0_45\bin\java.exe -jar C:\Workspace\Idea\java-test\src\check-default-gc.jar
Get JDK Default GC for jdk1.6.0_45 - Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM:
PS Scavenge
PS MarkSweep

JDK7

PS C:\Program Files\Java> .\jdk1.7.0_80\bin\java.exe -XX:+PrintCommandLineFlags -version
-XX:InitialHeapSize=257798976 
-XX:MaxHeapSize=4124783616 
-XX:+UseCompressedOops
-XX:-UseLargePagesIndividualAllocation 
-XX:+UseParallelGC
-XX:+PrintCommandLineFlags 
java version "1.7.0_80"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.7.0_80-b15)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 24.80-b11, mixed mode)

PS C:\Program Files\Java> .\jdk1.7.0_80\bin\java.exe -jar C:\Workspace\Idea\java-test\src\check-default-gc.jar
Get JDK Default GC for jdk1.7.0_80 - Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM:
PS Scavenge
PS MarkSweep

JDK8

PS C:\Program Files\Java> .\jdk1.8.0_211\bin\java.exe -XX:+PrintCommandLineFlags -version
-XX:InitialHeapSize=257798976 
-XX:MaxHeapSize=4124783616
-XX:+UseCompressedClassPointers 
-XX:+UseCompressedOops 
-XX:-UseLargePagesIndividualAllocation 
-XX:+UseParallelGC
-XX:+PrintCommandLineFlags
java version "1.8.0_211"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_211-b12)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.211-b12, mixed mode)

  • +UseCompressedClassPointers：启用压缩类型指针。

    每个对象的对象头中都有一个指向所属类型的指针，在 64 位操作系统上默认是 8 个字节的，但开启压缩类型指针之后，可以压缩成 4 个字节，原理和 UseCompressedOops 一样。同时，开启压缩类型指针，必须先开启压缩对象指针。

PS C:\Program Files\Java> .\jdk1.8.0_211\bin\java.exe -jar C:\Workspace\Idea\java-test\src\check-default-gc.jar
Get JDK Default GC for jdk1.8.0_211 - Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM:
PS Scavenge
PS MarkSweep

JDK9

PS C:\Program Files\Java> .\jdk-9.0.4\bin\java.exe -XX:+PrintCommandLineFlags -version
-XX:InitialHeapSize=257798976 
-XX:MaxHeapSize=4124783616 
-XX:ReservedCodeCacheSize=251658240 
-XX:+SegmentedCodeCache 
-XX:+UseCompressedClassPointers 
-XX:+UseCompressedOops 
-XX:+UseG1GC
-XX:G1ConcRefinementThreads=13 
-XX:-UseLargePagesIndividualAllocation
-XX:+PrintCommandLineFlags 
java version "9.0.4"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 9.0.4+11)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 9.0.4+11, mixed mode)

  • ReservedCodeCacheSize：设置代码缓存最大值，251658240 = 240M。

    代码缓存是一块独立的内存空间，常被人所忽视，用来存储 JIT 编译的本地代码，一旦代码缓存满了，就会停止 JIT 编译，此时 JVM 完全进入解释型执行。除了之前存储在代码缓存中的代码之外，其他代码不会再执行 JIT 优化，相当于解释型语言。速度会下降一个量级，因此代码缓存大小非常重要。

    同时，Java 所使用的本地方法代码（JNI）也会存在代码缓存中。如果该缓存区满了，也会影响本地方法的执行效率。

    与之对应的是 InitialCodeCacheSize 为起始代码缓存区大小。

  • +SegmentedCodeCache：开启代码缓存分段初始化。

    代码缓存区分为三块：NonNMethodCode、ProfiledCode 和 NonProfiledCode。如果未开启代码缓存分段初始化，这三个区域就会初始化成一个整体，如果开启了，就会初始化成分开的三个区域。

  • +UseG1GC：启用 GC 垃圾收集器。

  • G1ConcRefinementThreads：G1 缓冲区线程数。

PS C:\Program Files\Java> .\jdk-9.0.4\bin\java.exe -jar C:\Workspace\Idea\java-test\src\check-default-gc.jar
Get JDK Default GC for jdk9.0.4 - Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM:
G1 Young Generation
G1 Old Generation

JDK10

PS C:\Program Files\Java> .\jdk-10.0.2\bin\java.exe -XX:+PrintCommandLineFlags -version
-XX:G1ConcRefinementThreads=13 
-XX:InitialHeapSize=257798976 
-XX:MaxHeapSize=4124783616 
-XX:ReservedCodeCacheSize=251658240 
-XX:+SegmentedCodeCache 
-XX:+UseCompressedClassPointers 
-XX:+UseCompressedOops 
-XX:+UseG1GC 
-XX:-UseLargePagesIndividualAllocation
-XX:+PrintCommandLineFlags 
java version "10.0.2" 2018-07-17
Java(TM) SE Runtime Environment 18.3 (build 10.0.2+13)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM 18.3 (build 10.0.2+13, mixed mode)

PS C:\Program Files\Java> .\jdk-10.0.2\bin\java.exe -jar C:\Workspace\Idea\java-test\src\check-default-gc.jar
Get JDK Default GC for jdk10.0.2 - Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM:
G1 Young Generation
G1 Old Generation

JDK11

PS C:\Program Files\Java> .\jdk-11.0.11\bin\java.exe -XX:+PrintCommandLineFlags -version
-XX:G1ConcRefinementThreads=13 
-XX:GCDrainStackTargetSize=64 
-XX:InitialHeapSize=257798976 
-XX:MaxHeapSize=4124783616 
-XX:ReservedCodeCacheSize=251658240 
-XX:+SegmentedCodeCache 
-XX:+UseCompressedClassPointers 
-XX:+UseCompressedOops 
-XX:+UseG1GC 
-XX:-UseLargePagesIndividualAllocation
-XX:+PrintCommandLineFlags 
java version "11.0.11" 2021-04-20 LTS
Java(TM) SE Runtime Environment 18.9 (build 11.0.11+9-LTS-194)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM 18.9 (build 11.0.11+9-LTS-194, mixed mode)
  • GCDrainStackTargetSize：并发标记子阶段处理时为了保证处理的性能，一次标记的最多对象个数，默认 64。
PS C:\Program Files\Java> .\jdk-11.0.11\bin\java.exe -jar C:\Workspace\Idea\java-test\src\check-default-gc.jar
Get JDK Default GC for jdk11.0.11 - Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM:
G1 Young Generation
G1 Old Generation

JDK12

PS C:\Program Files\Java> .\jdk-12.0.2\bin\java.exe -XX:+PrintCommandLineFlags -version
-XX:G1ConcRefinementThreads=13 
-XX:GCDrainStackTargetSize=64 
-XX:InitialHeapSize=257798976 
-XX:MaxHeapSize=4124783616 
-XX:ReservedCodeCacheSize=251658240 
-XX:+SegmentedCodeCache 
-XX:+UseCompressedClassPointers 
-XX:+UseCompressedOops 
-XX:+UseG1GC 
-XX:-UseLargePagesIndividualAllocation
-XX:+PrintCommandLineFlags 
java version "12.0.2" 2019-07-16
Java(TM) SE Runtime Environment (build 12.0.2+10)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 12.0.2+10, mixed mode, sharing)

PS C:\Program Files\Java> .\jdk-12.0.2\bin\java.exe -jar C:\Workspace\Idea\java-test\src\check-default-gc.jar
Get JDK Default GC for jdk12.0.2 - Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM:
G1 Young Generation
G1 Old Generation

JDK13

PS C:\Program Files\Java> .\jdk-13.0.2\bin\java.exe -XX:+PrintCommandLineFlags -version
-XX:G1ConcRefinementThreads=13 
-XX:GCDrainStackTargetSize=64 
-XX:InitialHeapSize=257798976 
-XX:MaxHeapSize=4124783616 
-XX:MinHeapSize=6815736 
-XX:ReservedCodeCacheSize=251658240 
-XX:+SegmentedCodeCache 
-XX:+UseCompressedClassPointers 
-XX:+UseCompressedOops 
-XX:+UseG1GC 
-XX:-UseLargePagesIndividualAllocation
-XX:+PrintCommandLineFlags 
java version "13.0.2" 2020-01-14
Java(TM) SE Runtime Environment (build 13.0.2+8)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 13.0.2+8, mixed mode, sharing)
  • MinHeapSize：堆区占用的最小内存，6815736 = 6.5M
PS C:\Program Files\Java> .\jdk-13.0.2\bin\java.exe -jar C:\Workspace\Idea\java-test\src\check-default-gc.jar
Get JDK Default GC for jdk13.0.2 - Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM:
G1 Young Generation
G1 Old Generation

JDK14

PS C:\Program Files\Java> .\jdk-14.0.2\bin\java.exe -XX:+PrintCommandLineFlags -version
-XX:G1ConcRefinementThreads=13 
-XX:GCDrainStackTargetSize=64 
-XX:InitialHeapSize=257798976
-XX:MaxHeapSize=4124783616 
-XX:MinHeapSize=6815736 
-XX:ReservedCodeCacheSize=251658240 
-XX:+SegmentedCodeCache 
-XX:+UseCompressedClassPointers 
-XX:+UseCompressedOops 
-XX:+UseG1GC 
-XX:-UseLargePagesIndividualAllocation
-XX:+PrintCommandLineFlags 
java version "14.0.2" 2020-07-14
Java(TM) SE Runtime Environment (build 14.0.2+12-46)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 14.0.2+12-46, mixed mode, sharing)

PS C:\Program Files\Java> .\jdk-14.0.2\bin\java.exe -jar C:\Workspace\Idea\java-test\src\check-default-gc.jar
Get JDK Default GC for jdk14.0.2 - Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM:
G1 Young Generation
G1 Old Generation

JDK15

PS C:\Program Files\Java> .\jdk-15.0.2\bin\java.exe -XX:+PrintCommandLineFlags -version
-XX:ConcGCThreads=3 
-XX:G1ConcRefinementThreads=13 
-XX:GCDrainStackTargetSize=64 
-XX:InitialHeapSize=257798976 
-XX:MarkStackSize=4194304 
-XX:MaxHeapSize=4124783616 
-XX:MinHeapSize=6815736 
-XX:+PrintCommandLineFlags 
-XX:ReservedCodeCacheSize=251658240 
-XX:+SegmentedCodeCache 
-XX:+UseCompressedClassPointers 
-XX:+UseCompressedOops 
-XX:+UseG1GC 
-XX:-UseLargePagesIndividualAllocation
java version "15.0.2" 2021-01-19
Java(TM) SE Runtime Environment (build 15.0.2+7-27)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 15.0.2+7-27, mixed mode, sharing)

PS C:\Program Files\Java> .\jdk-15.0.2\bin\java.exe -jar C:\Workspace\Idea\java-test\src\check-default-gc.jar
Get JDK Default GC for jdk15.0.2 - Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM:
G1 Young Generation
G1 Old Generation

JDK16

PS C:\Program Files\Java> .\jdk-16.0.2\bin\java.exe -XX:+PrintCommandLineFlags -version
-XX:ConcGCThreads=3 
-XX:G1ConcRefinementThreads=13 
-XX:GCDrainStackTargetSize=64 
-XX:InitialHeapSize=257798976 
-XX:MarkStackSize=4194304 
-XX:MaxHeapSize=4124783616 
-XX:MinHeapSize=6815736 
-XX:+PrintCommandLineFlags 
-XX:ReservedCodeCacheSize=251658240 
-XX:+SegmentedCodeCache 
-XX:+UseCompressedClassPointers 
-XX:+UseCompressedOops 
-XX:+UseG1GC 
-XX:-UseLargePagesIndividualAllocation
java version "16.0.2" 2021-07-20
Java(TM) SE Runtime Environment (build 16.0.2+7-67)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 16.0.2+7-67, mixed mode, sharing)

PS C:\Program Files\Java> .\jdk-16.0.2\bin\java.exe -jar C:\Workspace\Idea\java-test\src\check-default-gc.jar
Get JDK Default GC for jdk16.0.2 - Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM:
G1 Young Generation
G1 Old Generation

记录

可以看到 Oracle 官方在综合考虑之下，JDK8 及以前使用的是 PS Scavenge 和 PS MarkSweep，JDK9 及之后使用的是 G1 收集器。

G1 自然不用说，后面推出了 ZGC 可能是由于稳定性考虑没有马上更换，接下来 JDK17 是下一个 LTS，或许会有所更改。

PS Scavenge 和 PS MarkSweep 的选择应该是看重吞吐量高和多线程这两点。由于 CMS 使用标记清除算法，如果用作默认确实不怎么合适。

JDK Version Young GC Old GC LTS
JDK5_22 PS Scavenge PS MarkSweep x
JDK6 PS Scavenge PS MarkSweep x
JDK7 PS Scavenge PS MarkSweep x
JDK8 PS Scavenge PS MarkSweep LTS
JDK9 G1 Young Generation G1 Old Generation x
JDK10 G1 Young Generation G1 Old Generation x
JDK11 G1 Young Generation G1 Old Generation LTS
JDK12 G1 Young Generation G1 Old Generation x
JDK13 G1 Young Generation G1 Old Generation x
JDK14 G1 Young Generation G1 Old Generation x
JDK15 G1 Young Generation G1 Old Generation x
JDK16 G1 Young Generation G1 Old Generation x
JDK17 G1 Young Generation G1 Old Generation x
JDK18 G1 Young Generation G1 Old Generation x
JDK19 G1 Young Generation G1 Old Generation x

有时候花了很多时间，得出来只是一个非常简单的结论。但还是那句话，没有调查就没有发言权。筚路蓝缕，朝着目标出发，结果重要，但过程也很重要。

今天的文章【Java】JVM – 各版本默认垃圾收集器分享到此就结束了，感谢您的阅读。

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