CMS 收集器的过程

[size=medium]HotSpot JVM 的并发标记清理收集器 (CMS 收集器) 的主要目标就是:低应用停顿时间。该目标对于大多数交互式应用很重要,比如 web 应用。[/size]

[size=x-large][b]CMS 收集器的过程[/b][/size]

[size=medium]CMS 收集器的 GC 周期由 6 个阶段组成。其中 4 个阶段 (名字以 Concurrent 开始的) 与实际的应用程序是并发执行的,而其他 2 个阶段需要暂停应用程序线程。
[b]1.初始标记[/b]:为了收集应用程序的对象引用需要暂停应用程序线程,该阶段完成后,应用程序线程再次启动。
[b]2.并发标记:[/b]从第一阶段收集到的对象引用开始,遍历所有其他的对象引用。
[b]3.并发预清理:[/b]改变当运行第二阶段时,由应用程序线程产生的对象引用,以更新第二阶段的结果。
[b]4.重标记:[/b]由于第三阶段是并发的,对象引用可能会发生进一步改变。因此,应用程序线程会再一次被暂停以更新这些变化,并且在进行实际的清理之前确保一个正确的对象引用视图。这一阶段十分重要,因为必须避免收集到仍被引用的对象。
[b]5.并发清理:[/b]所有不再被应用的对象将从堆里清除掉。
[b]6.并发重置:[/b]收集器做一些收尾的工作,以便下一次 GC 周期能有一个干净的状态。

一个常见的误解是, CMS 收集器运行是完全与应用程序并发的。我们已经看到,事实并非如此,即使 “stop-the-world” 阶段相对于并发阶段的时间很短。

应该指出,尽管 CMS 收集器为老年代垃圾回收提供了几乎完全并发的解决方案,然而年轻代仍然通过 “stop-the-world” 方法来进行收集。对于交互式应用,停顿也是可接受的,背后的原理是年轻带的垃圾回收时间通常是相当短的。
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[url]http://wiki.jikexueyuan.com/project/jvm-parameter/cms.html[/url]
### JVM CMS垃圾收集器工作原理 CMS(Concurrent Mark-Sweep)是一种面向低延迟场景设计的垃圾回收器,主要针对老年代进行垃圾回收。其核心目标是减少停顿时间(Stop-The-World, STW),从而提升应用响应速度。 #### 并发标记清除机制 CMS基于标记-清除算法实现,在清理垃圾时不涉及对象移动操作[^2]。这意味着引用地址保持不变,减少了因对象位置改变而引发的暂停。然而,由于未移动对象可能导致内存碎片化问题,这可能会影响后续分配效率。 #### 主要阶段解析 CMS的工作过程分为以下几个重要阶段: 1. **初始标记 (Initial Mark)** 初始标记是一个短暂的STW阶段,用于记录当前可达的对象集合起点。此阶段仅需遍历根节点(Root Set),耗时较短[^3]。 2. **并发标记 (Concurrent Marking)** 在这一阶段,GC线程与应用程序线程并行运行,完成整个堆中活动对象的标记。如果在此期间某些对象变为不可达,则它们会被视为浮动垃圾处理。 3. **重新标记 (Remark)** 这又是一次STW事件,目的是修正并发标记期间可能出现的变化情况。通过增量更新或SATB等技术手段解决漏标问题。 4. **并发清扫 (Concurrent Sweep)** 清扫阶段同样允许用户线程继续执行,负责释放那些已被确认为无用的空间资源。 5. **重置 (Reset)** 完成一轮周期后进入重置状态准备下一次循环[^5]。 #### 调优参数设置建议 为了使CMS更好地适应具体应用场景需求,可以通过调整相关参数来进行性能优化: - `-XX:+UseConcMarkSweepGC` 启动CMS作为默认的老年区收集策略。 - `–Xmn<size>` 设置年轻代大小,合理规划两代间比例有助于降低整体压力。 - `-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=<percent>` 控制触发条件,默认值70%,即当老生代使用率达到该百分比时启动CMS进程[^1]。 - 使用`-XX:+PrintGCDetails` 和 `-verbose:gc` 开启详细的日志输出以便分析诊断实际表现状况。 ```bash java -server \ -Xms<initial heap size> \ -Xmx<maximum heap size> \ -XX:+UseConcMarkSweepGC \ -XX:ParallelCMSThreads=<number of threads> \ -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=<percentage> ``` 以上脚本展示了如何指定基本内存范围以及启用特定数量的辅助线程参与CMS任务管理。 ### 浮动垃圾及其影响评估 尽管存在少量未能及时识别出来的废弃实例——所谓“浮动垃圾”,但这通常不会对系统的正常运作构成威胁,因为这些残留物会在随后发生的常规维护活动中得到妥善处置。
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