常見的垃圾回收器

常見的垃圾回收器：

• • Serial
  • Serial Old
  • Parallel Scavenge
  • Parallel Old
  • ParNew
  • CMS
  • G1
  • ZGC
  • Shenandoah
  • Epsilon

下圖已經列出來了這，其中Epsilon是debug使用的，不用過分關注；最常見的組合有：Serial +Serial Old 、Parallel Scavenge + Parallel Old 、ParNew + CMS。G1之前都是不僅在邏輯上是分代的而且在物理層面上也是分代的；G1只是在邏輯上分代；G1之后完全不分代，但是在生產環境使用的很少；

 1、Serial

當垃圾收集器工作時所有工作線程全部停止,這里線程停下來一定會停在一個安全點上;

safe-point :線程停止（需要找到一個安全點上線程停止），因為停頓的時間長，現在很少用；

 2、Serial Old 

這個垃圾收集器用在老年代，它用的是mark-sweep的算法，他用的是單線程；

a stop-the-world 

mark-sweep-compact  collector that uses a single GC thread(使用單個GC線程的標記-清理-收集器).

3、Parallel Scavenge

a stop-the-world 

Copying collector which uses multiple GC threads(使用多個GC線程的復制收集器).

 如果你在JVM沒有做任何的調優的話，默認使用的是：parallel scavenge +parallel old  簡稱（ps + po）

Parallel Scavenge 與Serial的區別：Parallel Scavenge 是多線程清理垃圾，后者為單線程清理垃圾。

4、Parallel Old 

a compacting collector that uses multiple GC threads（使用多個GC線程的壓縮收集器）.

整理算法

5、ParNew

其實就是parallel new 的意思，和Parallel Scavenge沒有很大的區別，就是它的新版本，做了一些的增強以便能夠讓它和CMS有更好的配合使用，CMS在某個特定的階段會和Parallel New 同時運行。在工作的時候其余的線程不能夠工作，必須等GC回收器結束后才可以。

Parallel New 和 Parallel Scavenge 區別：

• • parallel new 的響應時間優先
  • 能夠配合CMS
  • parallel scavenge 的吞吐量優先

6、CMS

CMS非常重要，它誕生了一個里程碑，以前的垃圾回收器在工作的時候其他的線程都要停下來，等我工作完，才能工作，CMS的出現消除了這個問題，與此同時CMS也帶來了很多問題，以至於目前的所有的JDK版本默認都不是使用它。

• • CMS的全拼：concurrent mark sweep
  • A mostly concurrent , low-pause collector
  • Four phases: 

1. 1. initial mark （初始標記 STW開始標記）
   2. concurrent mark （並發標記和應用程序同時進行）
   3. remark （重新標記又是一個STW 在並發標記中產生的新垃圾 在這里進行重新標記 這里是使用多線程）
   4. concurrent sweep（並發清理的過程中也會產生新的垃圾 這個垃圾叫做浮動垃圾）

6.1、從線程角度理解：

垃圾回收器在工作的時候，垃圾回收的線程和工作線程同時進行，叫做：concurrent mark sweep；當內存比較小的情況下，清理垃圾的速度比較快沒有問題，當內存越來越大較的時候，大到什么程度呢？大到你用多少線程進行清理的都需要很長一段時間，以前10G的內存的時候使用默認的ps+po大概需要的時間為11s。

 為什么會出現並發垃圾回收器？  並發垃圾回收器出現的原因是因為忍受不了STW.

6.2、下面來解釋一下CMS常見的幾個階段：

第一個階段叫做CMS initial mark（初始標記階段）這個階段很簡單，就是直接找到最根上的對象，然后進行標記，其他的對象不標記。

第二個階段是CMS concurrent mark（並發標記）據統計百分之八十的時間都浪費在這里，因此它把這塊耗時最長的階段和我們的應用程序同時進行，對於客戶來說感覺上可能慢了點，但是至少還有反應，這里的並發標記是一邊產生垃圾一邊進行跟着標記，這個過程很難完成；

第三階段是CMS remark （重新標記）這里又是一個STW,在上一個並發標記的過程中產生的新垃圾在這個階段進行標記，這個時候需要停頓，但是時間不會很長，畢竟只是上一步很短時間內產生的新垃圾；

第四階段是concurrent sweep（並發清理）並發清理也有他的問題，在並發清理的過程中也會產生新的垃圾，這個垃圾叫做浮動垃圾，這個浮動垃圾就要等下一次CMS來清理了；

什么條件下會觸發CMS呢？老年代分配不下了，這時會觸發CMS，這里的初始標記是單線程，重新標記是多線程。

6.3、CMS的缺點：CMS出現問題后會調用Serial Old使用單線程進行標記壓縮；

 CMS的兩大問題：

memory fragmentation 內存的碎片：這個是比比較嚴重的一個問題，如果內存超級大，產生了很多的碎片，這就會浪費很多的空間，其實CMS設計出來就是應付幾百兆的內存至上G的內存，有的人拿它來應付很大內存就會出現問題，因為一旦老年代產生很多碎片，從新生代過來的對象就會出現找不到空間的情況，這叫做：PromotionFailed找不到空間。這時候它干了一件事情，把Serial Old 請出來，讓它用一個線程在這里進行標記壓縮。

floating garbage浮動垃圾：當出現Concurrent Mode Failure 和 PromotionFailed時，說明碎片較多，Old區內存分配不下，會調用Serial Old。並不是說使用了CMS之后這個問題沒辦法避免，可以降低觸發CMS的閾值。

解決方法降低CMS的閾值：  -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction 92%  可以降低這個值，讓CMS保持老年代有足夠的空間。

Remark階段的算法：

怎么才能進行並發標記呢 非常的復雜，CMS采用的是三色標記+Incremental Update 算法。

• • • 三色掃描算法：白灰黑
    • 在並發標記時，引用可能發生變化，白色對象有可能會被錯誤回收
    • 解決方法：SATB (snapshot at the beginning)     在起始的時候做一個快照    
    • Incremental Update  :  當一個白色對象被一個黑色對象引用時，將黑色對象重新標記為灰色，讓垃圾回收器重新掃描；

 

常見的垃圾回收器就介紹這么多，下一篇會給大家介紹一下 PS+PO;如果寫的有誤的地方還請大佬指出；