JAVA垃圾收集器之Serial收集器

1、特点
Serial收集器是JAVA虚拟机中最基本、历史最悠久的收集器，在JDK 1.3.1之前是JAVA虚拟机新生代收集的唯一选择。Serial收集器是一个单线程的收集器，但它的“单线程”的意义并不仅仅是说明它只会使用一个CPU或一条收集线程去完成垃圾收集工作，更重要的是在它进行垃圾收集时，必须暂停其他所有的工作线程，直到它收集结束。
要是服务器每运行一个小时就会暂停5分钟，老板会有什么样的心情？
2、发展
从JDK 1.3开始，一直到现在还没正式发布的JDK 1.7，HotSpot虚拟机开发团队为消除或减少工作线程因内存回收而导致停顿的努力一直在进行着，从Serial收集器到Parallel收集器，再到Concurrent
Mark Sweep（CMS收集器）现在还未正式发布的Garbage First（G1）收集器，我们看到了一个个越来越优秀（也越来越复杂）的收集器的出现，用户线程的停顿时间在不断缩短，但是仍然没有办法完全消除。
3、现状
Serial收集器到现在为止，它依然是JAVA虚拟机运行在Client模式下的默认新生代收集器。它也有着优于其他收集器的地方：简单而高效（与其他收集器的单线程比），对于限定单个CPU的环境来说，Serial收集器由于没有线程交互的开销，专心做垃圾收集自然可以获得最高的单线程收集效率。在用户的桌面应用场景中，分配给虚拟机管理的内存一般来说不会很大，收集几十兆甚至一两百兆的新生代（仅仅是新生代使用的内存，桌面应用基本上不会再大了），停顿时间完全可以控制在几十毫秒最多一百多毫秒以内，只要不是频繁发生，这点停顿是可以接受的。所以，Serial收集器对于运行在Client模式下的虚拟机来说是一个很好的选择。
 
 
4、代码和示例（固定JAVA虚拟机的大小）
package com.gc;
 
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
 
/**
 * 简单的JAVA虚拟机内存回收,serial收集器的使用
 * 参数：-Xms30m -Xmx30m-Xmn10m -XX:+UseSerialGC -XX:+PrintGCDetails
 * @author 范芳铭
 */
public class EasySerial {
       public byte[] placeHolder =new byte[64 * 1024]; //占位符
       public static voidmain(String[] args) throws Exception{
              outOfMemoryByFixSize();
       }
      
       /**
        * 固定JAVA虚拟机的大小
        * 参数：-Xms30m -Xmx30m-Xmn10m -XX:+UseSerialGC -XX:+PrintGCDetails
        * @author 范芳铭
        */
       private static voidoutOfMemoryByFixSize() throws Exception{
              List<EasySerial>list = new ArrayList<EasySerial>();
              while(true){
                     EasySerialserial = new EasySerial();
                     list.add(serial);
                     Thread.sleep(10);//停顿10毫秒
              }
       }
      
       /**
        * JAVA虚拟机的大小适当可扩展，其中Xms30m，Xmx40m
        * 参数：-Xms30m -Xmx40m-XX:+UseSerialGC -XX:+PrintGCDetails
        * @author 范芳铭
        */
       private static voidoutOfMemoryByExpansionSize() throws Exception{
              List<EasySerial>list = new ArrayList<EasySerial>();
              while(true){
                     EasySerialserial = new EasySerial();
                     list.add(serial);
                     Thread.sleep(10);//停顿10毫秒
              }
       }
}
 
参数：-Xms30m -Xmx30m-Xmn10m -XX:+UseSerialGC -XX:+PrintGCDetails
-XX:+UseSerialGC的是Serial收集器，Xms30m -Xmx30m
指定了JAVA虚拟机的固定大小为30M，-Xmn10m
指JAVA新生代的空间为10M。
运行结果如下：
[GC [DefNew: 8137K->1023K(9216K),0.0054427 secs] 8137K->8019K(29696K), 0.0054763 secs] [Times: user=0.00sys=0.00, real=0.01 secs]

[GC [DefNew: 9175K->963K(9216K),0.0056574 secs] 16170K->16151K(29696K), 0.0056820 secs] [Times: user=0.00sys=0.00, real=0.00 secs]

[GC [DefNew: 9149K->9149K(9216K),0.0000197 secs][Tenured: 15188K->20441K(20480K), 0.0065753 secs]24337K->24284K(29696K), [Perm : 2086K->2086K(12288K)], 0.0066451 secs][Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.01 secs]

[Full GC [Tenured:20441K->20441K(20480K), 0.0038802 secs] 29570K->29537K(29696K), [Perm :2086K->2086K(12288K)], 0.0039147 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00secs]

[Full GC [Tenured:20441K->20436K(20480K), 0.0061865 secs] 29537K->29532K(29696K), [Perm :2086K->2084K(12288K)], 0.0062235 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.01secs]

Exception in thread "main"java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
    atcom.gc.EasySerial.<init>(EasySerial.java:12)
    atcom.gc.EasySerial.outOfMemoryByFixSize(EasySerial.java:25)
    atcom.gc.EasySerial.main(EasySerial.java:14)
Heap
 def new generation   total 9216K, used 9152K [0x03bd0000,0x045d0000, 0x045d0000)
 eden space 8192K, 100% used [0x03bd0000, 0x043d0000, 0x043d0000)
 from space 1024K,  93% used[0x043d0000, 0x044c00f0, 0x044d0000)
 to   space 1024K,   0% used [0x044d0000, 0x044d0000, 0x045d0000)
 tenured generation   total 20480K, used 20436K [0x045d0000,0x059d0000, 0x059d0000)
  the space 20480K,  99% used[0x045d0000, 0x059c52b8, 0x059c5400, 0x059d0000)
 compacting perm gen  total 12288K, used 2105K [0x059d0000,0x065d0000, 0x099d0000)
  …
GC [DefNew :是在新生代的回收，能够很清楚的看到新生代的空间被迅速用完。
Full GC [Tenured是在老年代的全GC回收，空间也很快用完，然后出现OutOfMemoryError错误，导致系统崩溃。
 
5、代码和示例（可扩展JAVA虚拟机大小）
package com.gc;
 
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
 
/**
 * 简单的JAVA虚拟机内存回收,serial收集器的使用
 * 参数：-Xms30m -Xmx30m-Xmn10m -XX:+UseSerialGC -XX:+PrintGCDetails
 * @author 范芳铭
 */
public class EasySerial {
       public byte[] placeHolder =new byte[64 * 1024]; //占位符
       public static voidmain(String[] args) throws Exception{
              outOfMemoryByExpansionSize();
       }
      
       /**
        * 固定JAVA虚拟机的大小
        * 参数：-Xms30m -Xmx30m-Xmn10m -XX:+UseSerialGC -XX:+PrintGCDetails
        * @author 范芳铭
        */
       private static voidoutOfMemoryByFixSize() throws Exception{
              List<EasySerial>list = new ArrayList<EasySerial>();
              while(true){
                     EasySerialserial = new EasySerial();
                     list.add(serial);
                     Thread.sleep(10);//停顿10毫秒
              }
       }
      
       /**
        * JAVA虚拟机的大小适当可扩展，其中Xms30m，Xmx40m
        * 参数：-Xms30m -Xmx40m-XX:+UseSerialGC -XX:+PrintGCDetails
        * @author 范芳铭
        */
       private static voidoutOfMemoryByExpansionSize() throws Exception{
              List<EasySerial>list = new ArrayList<EasySerial>();
              while(true){
                     EasySerialserial = new EasySerial();
                     list.add(serial);
                     Thread.sleep(10);//停顿10毫秒
              }
       }
}
参数：-Xms30m -Xmx30m-Xmn10m -XX:+UseSerialGC -XX:+PrintGCDetails
-XX:+UseSerialGC的是Serial收集器，Xms30m –Xmx40m
指定了JAVA虚拟机的大小可以从30M提升到40M，没有强制指定JAVA新生代的空间大小。
运行后情况：
[GC [DefNew: 1986K->128K(2112K),0.0011191 secs] 27809K->27808K(30528K), 0.0011425 secs] [Times: user=0.00sys=0.01, real=0.00 secs]

[GC [DefNew: 1989K->131K(2112K),0.0011326 secs][Tenured: 29536K->29539K(29568K), 0.0032603 secs]29669K->29667K(31680K), [Perm : 2086K->2086K(12288K)], 0.0044714 secs][Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]

[GC [DefNew: 2562K->192K(2880K),0.0024077 secs] 32102K->32100K(40704K), 0.0024426 secs] [Times: user=0.00sys=0.00, real=0.00 secs]

[GC [DefNew: 2755K->192K(2880K),0.0015362 secs] 34663K->34662K(40704K), 0.0015731 secs] [Times: user=0.00sys=0.00, real=0.00 secs]

[GC [DefNew: 2755K->192K(2880K),0.0015842 secs] 37224K->37223K(40704K), 0.0016187 secs] [Times: user=0.00sys=0.00, real=0.00 secs]

[GC [DefNew: 2755K->2755K(2880K),0.0000144 secs][Tenured: 37030K->37799K(37824K), 0.0039907 secs]39786K->39784K(40704K), [Perm : 2086K->2086K(12288K)], 0.0040547 secs][Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]

[Full GC [Tenured:37799K->37799K(37824K), 0.0032501 secs] 40554K->40553K(40704K), [Perm :2086K->2086K(12288K)], 0.0032940 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00secs]

[Full GC [Tenured:37799K->37792K(37824K), 0.0107478 secs] 40553K->40546K(40704K), [Perm :2086K->2084K(12288K)], 0.0107782 secs] [Times: user=0.02 sys=0.00, real=0.01secs]

Exception in thread "main"java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
    atcom.gc.EasySerial.<init>(EasySerial.java:12)
    atcom.gc.EasySerial.outOfMemoryByExpansionSize(EasySerial.java:39)
    atcom.gc.EasySerial.main(EasySerial.java:14)
Heap
 def new generation   total 2880K, used 2810K [0x03ca0000,0x03fb0000, 0x03fb0000)
 eden space 2624K,  99% used[0x03ca0000, 0x03f2e8e8, 0x03f30000)
 from space 256K,  75% used[0x03f70000, 0x03fa0030, 0x03fb0000)
 to   space 256K,   0% used [0x03f30000, 0x03f30000, 0x03f70000)
 tenured generation   total 37824K, used 37792K [0x03fb0000,0x064a0000, 0x064a0000)
  the space 37824K,  99% used[0x03fb0000, 0x064982e0, 0x06498400, 0x064a0000)
 compacting perm gen  total 12288K, used 2105K [0x064a0000,0x070a0000, 0x0a4a0000)
   the space 12288K,  17% used [0x064a0000, 0x066ae4a8, 0x066ae600,0x070a0000)
 
其他的内容和固定大小基本一致，多出来一种情况：
[GC [DefNew: 2755K->2755K(2880K),0.0000144 secs][Tenured: 37030K->37799K(37824K), 0.0039907 secs]39786K->39784K(40704K), [Perm : 2086K->2086K(12288K)], 0.0040547 secs][Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]

这个是对新生代，老年代，永久代都进行了次级垃圾回收。