JVM-垃圾收集器

如果说收集算法是内存回收的方法论，那么垃圾收集器就是内存回收的具体实现。

在了解这些收集器的时候，要了解每一种收集器是单线程还是多线程、采用的是什么算法、优缺点。了解这些特征，就比较好了解这些收集器在相应场景的具体作用。

以下的图是HotSpot虚拟机的垃圾收集器。如果两个收集器之间存在连线，就说明它们可以搭配使用。虚拟机所处的区域，则表示它是属于新生代收集器还是老年代收集器。

新生代收集器

Serial收集器-单线程

• 1.Serial收集器是最基本、发展历史最悠久的收集器，曾经是新生代收集的唯一选择。
• 2.是一个单线程的收集器，在进行垃圾收集时，必须暂停其他所有的工作线程，直到收集结束。
• 3.优于其他收集器的地方：简单而高效
• 4.Client模式下的默认新生代收集器

ParNew收集器-多线程

• 1.ParNew收集器其实就是Serial收集器的多线程版本。
• 2.Server模式下的虚拟机中首选的新生代收集器
• 3.除了Serial收集器外，目前只有它能与CMS收集器配合工作。
• 4.ParNew收集器可以使用-XX:UserParNewGC选择强制制定它
• 5.ParNew收集器在单CPU的环境中绝对不会有比Serial收集器更好的效果

Parallel Scavenge 收集器-多线程

• 1.Parallel Scavenge收集器的目标是达到一个可控制的吞吐量。
• 2.停顿时间越短就越适合需要与用户交互的程序，良好的响应速度能提升用户体验，而高吞吐量则可以高效率地利用CPU时间，尽快完成程序的运算任务，主要适合在后台运算而不需要太多交互任务。
• 3.Parallel Scanvenge收集器有一个开关参数：-XX:+UseAdaptiveSizePolity打开后，就不需要手工指定新生代的代销，Eden与Servivor区的比例、晋升老年代对象大小等细节参数，虚拟机会根据当前系统的运行情况收集性能监控信息，动态调整这些参数以提供最合适的停顿时间或者最大的吞吐量，这种调节方式成为GC自适应的调节策略。
• 4.自适应调节策略也是Parallel Scanvenge收集器与ParNew收集器的一个重要区别。

老年代收集器

Serial Old 收集器-单线程

• 1.单线程收集器，使用“标记-整理”算法
• 2.这个收集器的主要意义也是在于给Client模式下的虚拟机使用。
• 3.在Server模式下用途就是作为CMS收集器的后备预案，在并发收集发生Concurrent Mode Failure时使用。

Parallel Old收集器-多线程

• 1.Parallel Old是Parallel Scanvenge 收集器的老年代版本，使用多线程和“标记-整理”算法。
• 2.在注重吞吐量以及CPU资源敏感的场合，都可以优先考虑Parallel Scanvenge加Parallel Old收集器组合

CMS收集器

CMS是HotSpot虚拟机中第一款真正意义上的并发收集器，第一次实现了让垃圾收集线程与用户线程（基本上）同时工作，再看一下上面的收集器，都没有做到这一点。形象点讲就是，做到了在你妈妈打扫房间的时候你还能一边往地上扔纸屑。（需要注意的是，一边打扫一边丢，肯定是打扫不干净的，多多少少还是会存在垃圾，极端情况下还会出现很多垃圾，我认为CMS做到的是尽量减少清理后的垃圾，而不是绝对干净。你丢的垃圾是需要进行标记再打扫的，不是丢下来就直接扫，还有判断一下你丢下来的东西是不是垃圾，是的话再标记。）

• 1.CMS(Concurrent Mark Sweep)收集器是一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器。
• 2.采用“标记-清除”算法实现的
• 3.初始标记、并发标记、重新标记、并发清除四个步骤
• 4.没有“并发”二字的步骤，也就是初始标记和重新标记这两个步骤仍然需要“Stop The World”也就是暂停其他所有工作线程
• 5.CMS是一款优秀的收集器，优点都已经体现在名字上：并发收集，低停顿

步骤简单说明：

• 初始标记：仅仅只是标记一下GC Roots能直接关联到的对象，速度很快。
• 并发标记：主要标记过程，标记全部对象。
• 重新标记：由于并发标记时，用户线程依然运行，因此在正式清理前，再做修正。
• 并发清除：基于标记结果，直接清理对象。

浮动垃圾：

由于CMS并发清理阶段用户线程还在运行着，伴随程序运行自然就还会有新的垃圾不断产生，这一部分垃圾出现在标记过程之后，CMS无法在当次收集中处理掉它们，只好留待下一次GC时再清理掉。这一部分垃圾就称为“浮动垃圾”

三个缺点：

（1）并发时回收线程会占用一部分CPU资源，导致应用程序变慢，总吞吐量会降低

（2）由于在垃圾收集阶段用户线程还需要运行，那也就还需要预留有足够的内存空间给用户线程使用，因此CMS收集器不能像其他收集器那样等到老年代几乎完全被填满了再进行收集。要是CMS运行期间预留的内存无法满足程序需要，就会出现一次“Concurrent Mode Failure”失败，这时虚拟机将启动后背预案，临时启用Serial Old收集器来重新进行老年代的垃圾收集，这样停顿时间就很长了。

 

（3）因为采用“标记-清除”算法，会产生大量空间碎片。