CMS Garbage Collector

最新推荐文章于 2024-11-16 22:01:31 发布

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在CMS（Concurrent Mark Sweep）之前的Parallel垃圾回收器重点关注的是系统的吞吐量。但是并不是所有的应用的关注点都在吞吐量上，某些应用，要求低延迟，及时响应用户的请求，并且不会出现过长时间的stop-the-world（过长的stop-the-world给用户带来不好的体验），CMS就是为了这个需求而设计的。

1、CMS的堆结构

和其他复制算法一样，CMS也将新生代(Young Generation)分为了Eden和Survivor区，同时也拥有老年代(Old Generation)。

2、CMS的新生代回收

灰色区域代表的是未分配的区域，绿色表示新生代已经占用，蓝色表示老年代占用，深蓝表示刚刚从新生代复制到老年代，深绿表示刚刚从Eden区和一个Survivor区复制到另一个Survivor区。

而CMS中的新生代采用的算法是ParNew，也就是Serial的多线程版本。

由于Survivor区大小有限，因此当Eden和某个Survivor(Survivor1)存活下来的对象超过另一个Survivor(Survivor2)区的容量时，这个Survivor1中的部分对象会被移动到老年代中（深蓝色）。而新生代其他存活下来的对象会被移动到Suvivor2（深绿色）中。

IBA

3、CMS的老年代回收

而CMS与其他垃圾回收算法最大的不同就是老年代的回收，之所以没有很长的暂停，就是因为CMS将原来的长暂停分为了两个较短的暂停（CMS initial Mark 和 CMS remark），同时加入了并发标记阶段（CMS concurrent mark）。

下面的图是还没有开始Concurrent Sweep时堆的状态图，

下面来看看CMS主要有哪几个阶段。

1）CMS initial mark

这个阶段会标记从根对象(GC Root)直接可达的对象，而不是标记所有存活对象，这样就是为什么这个阶段速度很快。这个阶段会导致stop-the-world。

2）CMS concurrent mark

这个阶段中，GC线程和工作线程(worker threads)并发运行。如果CMS initial mark阶段标记的对象集合是A，那么CMS concurrent mark会针对集合A中的每个对象，标记从这些对象可以到达的所有对象。而由于GC线程和工作线程并发运行，所以不会导致stop-the-world。

3）CMS concurrent preclean

如果在CMS concurrent mark阶段，系统频繁的更新对象和产生新的对象，并且这些对象都要在下面的CMS remark阶段进行标记的话，会导致CMS remark阶段时间较长，而我们知道CMS remark阶段会导致stop-the-world，这就违反了我们设计CMS的初衷。所以引入CMS concurrent preclean阶段，用于标记那些在CMS concurrent mark阶段更新的和新生成的对象。这个阶段会反复运行多次，知道Eden区的占用率达到一个阈值。同上面的CMS concurrent mark一样，这个阶段也不会导致stop-the-world。

4）CMS remark

由于在CMS concurrent preclean阶段还会有对象被更新和生成新的对象，所以还需要CMS remark阶段再进行一次标记。这次标记会从根对象（GC Root）开始重新比较。这个阶段会处理 reference objects（soft and weak references）。这个阶段会导致stop-the-world。