垃圾回收器
GC算法有四种：复制算法、标记清除、标记整理、分代收集
垃圾回收器是这四种算法的实现
预先了解
垃圾回收器种类
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Serial：串行，为单线程设计，且只设有一个垃圾回收线程进行垃圾回收，会暂停所有用户线程。
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Parallel：并行，多个垃圾回收线程进行垃圾回收，暂停所有用户线程。适用于弱交互。
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CMS：并发，用户线程和垃圾回收线程同时执行，不需要停顿用户线程。适用于强交互。
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G1：Garbage First，将堆内存分割成不同的区域然后并发的对其进行垃圾回收
参数说明
- DefNew：Default New Generation
- Tenured：Old
- ParNew：Parallel New Generation
- PSYoungGen：Parallel Scavenge
- ParOldGen：Parallel Old Generation
Server/Client模式说明
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一般都是用到的server模式，client模式基本不会用到
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操作系统：
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32位Windows系统，不论硬件如何都默认使用Client模式
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32位其他操作系统，2G内存并且有2个CPU之上的配置用Server模式，之下用Client模式
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64位操作系统只有server模式
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垃圾回收器
新生代
串行GC：Serial（Serial Coping）
一个单线程的收集器，在进行垃圾回收的时候，必须暂停其他所有的工作直到它收集完成。
对于单个CPU环境来说，没有线程交互的开销，可以获得最高的单线程垃圾回收效率。因此Serial依然是Java虚拟机运行在Client模式下的默认的新生代垃圾收集器。
对应的JVM参数：
-XX:+UseSerialGC
开启后：Serial（Young区使用）+ Serial Old（Old区使用）的收集器组合
新生代的是复制算法，老年代的是标记-整理算法
并行GC：ParNew
使用多个线程进行垃圾回收，在垃圾回收时，会暂停所有的工作线程直到它收集结束。
ParNew收集器就是Serial收集器新生代的并行多线程版本，它是很多Java虚拟机运行在Server模式下的新生代的默认的垃圾回收器。
对应的JVM参数：
-XX:+UserParNewGC
开启后：ParNew（Young区使用）+ Serial Old（Old区使用）的收集器组合
新生代的是复制算法，老年代的是标记-整理算法
并行GC：Parallel Scavenge
也是一个并行的新生代垃圾收集器，使用复制算法，称为吞吐量优先收集器。
它的重点关注：
可控制的吞吐量：吞吐量=用户程序运行时间/(用户程序运行时间+垃圾收集时间)，高吞吐量意味着高效利用CPU的时间，它多用于后台运算而不需要太多交互的任务。
自适应调节策略：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最大的吞吐量。
对应的JVM参数：
-XX:+UseParallerGC
-XX:+UseParallelOldGC
这两个参数可以互相激活。
开启后：新生代使用复制算法，老年代使用标记-整理算法
老年代
串行GC：Serial Old
是Serial垃圾收集器的老年代版本，同样是单线程收集器，使用标记-整理算法，也是默认应用在Client模式。
在Server模式下，主要有两个用途：
- 在JDK1.5之前，与新生代的Parallel Scavenge 收集器搭配使用
- 作为老年代中CMS收集器的后被垃圾收集器使用
并行GC：Parallel Old
Paralel Old 是Parallel Scavenge的老年代版本，使用标记-整理算法。JDK1.6才开始提供。
在JDK1.6之前，新生代使用Parallel Scavenge收集器只能搭配老年代的Serial Old收集器，只能保证新生代的吞吐量优先，无法保证整体的吞吐量优先。Parallel Old就是在老年代提供了吞吐量优先的垃圾收集器。
对应的JVM参数：
-XX:+UseParallelOldGC
并发标记清除GC：CMS
是一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器，适用于互联网站或者B/S系统的服务器上，这类应用重视服务器的响应速度，CMS适合堆内存大、CPU核数多的服务端应用。
对应的JVM参数：
-XX:+UseConcMarkSweepGC
开启后：使用ParNew（Young区使用）+ CMS（Old区使用）+ Serial Old（Old区备用）的收集器组合
4个步骤：
- 初始标记：只是标记GC Roots能直接关联的对象，速度很快，仍然需要暂停其他所有线程
- 并发标记：进行GC Roots的跟踪过程，和用户线程一起工作，不需要暂停工作线程。标记全部对象
- 重新标记：修正正在并发标记期间，因用户线程继续运行而导致标记产生变动的那一部分对象，需要暂停其他线程，就是在正式清理前，再做修正。
- 并发清除：清除GC Roots不可达的对象，和用户线程一起工作，基于标记的结果，直接进行清除
优缺点：
- 并发收集停顿低
- 并发执行，对CPU资源压力大：由于并发执行，会增大对堆内存的占用，所以，CMS必须在老年代堆内存用尽之前完成垃圾回收，否则垃圾收集失败，将触发担保机制，串行老年代收集器将会以STW的方式进行一次GC
- 采用的标记清除算法导致大量的碎片：标记清除无法整理空间碎片，老年代空间会随着应用时长被逐步耗尽，最后不得不通过担保机制对对内存进行压缩。CMS也提供了参数-XX:CMSFullGCsBeForeCompaction来指定多少次CMS收集后进行一次压缩的FullGC（默认为0）。
垃圾收集器小总结
| 参数 | 新生代垃圾收集器 | 新生代算法 | 老年代垃圾收集器 | 老年代算法 |
|---|---|---|---|---|
| -XX:+UseSerialGC | SerialGC | 复制 | SerialOldGC | 标记整理 |
| -XX:+UseParNewGC | ParNew | 复制 | SerialOldGC | 标记整理 |
| -XX:+UseParallelGC | Parallel[Scavenge] | 复制 | ParallelOld | 标记整理 |
| -XX:+UseConcMarkSweepGC | ParNew | 复制 | CMS+SerialOld | 标记清除 |
| -XX:+UseG1GC | 整体标记整理算法 | 局部复制算法 |
G1
之前的收集器的特点：
- 年轻代和老年代是各自独立且连续的内存块
- 年轻代收集使用单Eden+S0+S1进行复制算法
- 老年代收集必须扫描整个老年代区域
- 都是尽可能少而快速地执行GC为设计原则
G1的特点：
- 并行与并发
- 分代收集：整个内存分区不存在物理上的年轻代和老年代的区别，只有逻辑上的分代概念
- 空间整合：从整体上看采用标记整理算法；从局部上看采用复制算法，不会产生内存碎片
- 可预测的停顿：使用者可以明确指定在一个长度为M毫秒的时间片段内,消耗在垃圾回收上的时间不超过N毫秒
区域化垃圾收集器：最大好处是化整为零，避免全内存区域扫描，只需要按照区域来进行扫描即可。
G1将整个堆内存划分为多个大小相等的独立区域（Region）（1M~32M），在JVM启动时会自动设置这些子区域的大小，G1不要求对象的存储一定是物理上连续的，只要是逻辑上连续的即可，每个分区也不会固定为某个代服务，可以按需求在年轻代和老年代之间切换。
4个步骤：
- 初始标记：只标记GC Roots能直接关联到的对象
- 并发标记：进行GC Roots Tracing的过程
- 最终标记：修正并发标记期间，因程序运行导致标记发生变化的那一部分对象
- 筛选回收：根据时间来进行价值最大化的回收
常用参数：
-XX:+UseG1GC
-XX:G1HeapRegionSize=n #设置G1区域的大小。值是2的幂，范围是1M~32M
-XX:MaxGCPauseMillis=n #最大GC停顿时间，这是个软目标，JVM尽可能（不保证）停顿小于这个时间
-XX:InitiationHeapOccupancyPercent=n #堆占用了多少的时候就出发GC（默认为45）
-XX:ConcGCThreads=n #并发GC使用的线程数
-XX:G1ReservePercent=n #设置作为空闲空间的预留内存百分比，以降低目标空间溢出的风险
G1和CMS比较：
- G1不会产生内存碎片
- G1可以精确控制停顿。
- G1把整个堆划分为多个固定大小的区域，每次允许根据停顿时间区收集最的区域
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