[Inside HotSpot] UseParallelGC和UseParallelOldGC的區別

JVM的很多參數命名很有迷惑性，-XX:+UseParallel，-XX:+UseParallelOldGC，-XX:+UseParNewGC，-XX:+UseConcMarkSweepGC咋一看容易混淆，而且JDK升個級某個GC就可能不見了，為了詳細了解這些參數的區別，先來看看到底都有哪些類型的GC：

// hotspot\share\gc\shared\gc_globals.hpp 
product(bool, UseConcMarkSweepGC, false,                                  
      "Use Concurrent Mark-Sweep GC in the old generation")             
product(bool, UseSerialGC, false,                                         
      "Use the Serial garbage collector")                                     
product(bool, UseG1GC, false,                                             
      "Use the Garbage-First garbage collector")  
product(bool, UseParallelGC, false,                                      
      "Use the Parallel Scavenge garbage collector")                          
product(bool, UseParallelOldGC, false,                                    
      "Use the Parallel Old garbage collector")     
experimental(bool, UseEpsilonGC, false,                                   
      "Use the Epsilon (no-op) garbage collector")                                  
experimental(bool, UseZGC, false,                                         
      "Use the Z garbage collector")          

好消息是ParNewGC在JDK9中棄用了，JDK10中已經完全移除了，它的理想代替物是G1GC。然后openjdk12中現存的GC有：

• ConcMarkSweepGC
• SerialGC
• G1GC
• ParallelGC
• EpsilonGC
• ZGC
• ShenandoahGC ( OpenJDK12上游的新GC，我的源碼拉的早，就沒有它了)

它們在源碼中都有對應的獨立目錄：

λ tree .
├─gc
│  ├─cms      # UseConcMarkSweepGC
│  ├─epsilon  # UseEpsilonGC
│  ├─g1       # UseG1GC
│  ├─parallel # UseParallelGC && UseParallelOldGC
│  ├─serial   # UseSerialGC
│  ├─shared   # 所有GC共享的代碼
│  └─z        # UseZGC

本文將要簡要分析Parallel GC和ParallelOld GC的區別。
要想找不同很簡單：對着源碼目錄搜索一下UseParallelGC/UseParallelOldGC標志，可以得到所有源碼的引用，而且找出來的結果通常是兩者伴隨出現的，看來方法是沒問題的。重點關注幾個地方，parallelArgument.cpp它會負責GC早期的參數處理（可以參見EpsilonGC示例）：

// hotspot\share\gc\parallel\parallelArguments.cpp
void ParallelArguments::initialize() {
  GCArguments::initialize();
  assert(UseParallelGC || UseParallelOldGC, "Error");
  // Enable ParallelOld unless it was explicitly disabled (cmd line or rc file).
  if (FLAG_IS_DEFAULT(UseParallelOldGC)) {
    FLAG_SET_DEFAULT(UseParallelOldGC, true);
  }
  FLAG_SET_DEFAULT(UseParallelGC, true);
  ...
}

這段代碼告訴我們，除非顯式指定-XX:-UseParallelOldGC，否則都開啟Parallel Old。第二個地方是GCConfiguration：

// hotspot\share\gc\shared\gcConfiguration.cpp
GCName GCConfiguration::young_collector() const {
  if (UseG1GC) {
    return G1New;
  }
  // 如果開啟UseParallelGC則新年代使用ParallelScavenge
  if (UseParallelGC) {
    return ParallelScavenge;
  }

  if (UseConcMarkSweepGC) {
    return ParNew;
  }

  if (UseZGC) {
    return NA;
  }

  return DefNew;
}

GCName GCConfiguration::old_collector() const {
  if (UseG1GC) {
    return G1Old;
  }

  if (UseConcMarkSweepGC) {
    return ConcurrentMarkSweep;
  }
  // 如果開啟UseParallelOldGC則老年代使用ParallelOld，否則使用SerialOld
  if (UseParallelOldGC) {
    return ParallelOld;
  }

  if (UseZGC) {
    return Z;
  }

  return SerialOld;
}

通過簡單的字符串搜索就能知道:

• +UseParallelGC = 新生代ParallelScavenge + 老年代ParallelOld
• +UseParallelOldGC = 同上
• -UseParallelOldGC = 新生代ParallelScavenge + 老年代SerialOld

ParallelOld和SerialOld字面上意思是老年代並行處理和老年代串行處理，關於這兩個的區別也可以通過字符串搜索一窺究竟：

//hotspot\share\gc\parallel\parallelScavengeHeap.cpp
void ParallelScavengeHeap::do_full_collection(bool clear_all_soft_refs) {
  if (UseParallelOldGC) {
    bool maximum_compaction = clear_all_soft_refs;
    // ParallelOld使用PSParallelCompact做full gc
    PSParallelCompact::invoke(maximum_compaction);
  } else {
  	// 關閉ParallelOld則使用PSMarkSweep做full gc
    PSMarkSweepProxy::invoke(clear_all_soft_refs);
  }
}

PSMarkSweepProxy是一個命名空間，它做的唯一一件事情就是把調用轉發到PSMarkSweep類的同名方法，比如PSMarkSweepProxy::do_a()實際調用的是PSMarkSweep::do_a()。PSMarkSweep和Serial GC Full GC提到的算法幾乎一樣，都是串行地分四個階段對老年代做標記-壓縮，稍有不同的是PSMarkSweep支持UseAdaptiveSizePolicy參數，它可以自適應的調整新生代和老年代的大小。

總的來說，Parallel GC和Parallel Old GC說的是不一樣的事情，前者表示並行分代式垃圾回收器，其老年代和新生代都是多線程並行操作。而后者只是老年代是否使用並行的一個選項(默認開啟)，如果關閉則老年代退化為串行操作。之所以這樣是因為早期HotSpot的並行GC只支持新生代並行，老年代的並行是后面版本加入的。

最后，附上所有垃圾回收器名和對應的分代名：

垃圾回收器	新生代名	老年代名
G1GC	G1New	G1Old
Parallel GC	ParallelScavenge	ParallelOld(-UseParallelOld則是SerialOld)
CMS	ParNew	ConcurrentMarkSweep
Serial GC	DefNew	SerialOld
Epsilon	N/A	N/A
ZGC	N/A	Z
Shenandoah	N/A	Shenandoah