新生代收集器 + 老年代收集器

一、Serial 收集器

串行收集，STW 时间长。

新生代：复制算法
老年代：标记整理算法

JVM_GC-Serial-Operation-Diagram

二、ParNew 收集器

只负责新生代垃圾回收，采用复制算法。

相对于 Serial 收集器，GC 线程由串改并。

JVM_GC-ParNew-SerialOld-Operation-Diagram

三、Parallel Scavenge 收集器

新生代垃圾收集器，采用复制算法。

目标：达到一个可控制的吞吐量。吞吐量优先收集器。

-XX:GCTimeRatio：设置吞吐量大小。范围：0-100，垃圾收集时间占总时间的比率。
-XX:MaxGCPauseMillis：控制最大垃圾收集停顿时间。

-XX:+UseAdaptiveSizePolicy：开关参数，激活后，不需要人工指定新生代大小、Eden和Survivor区的比例、晋升老年代对象大小等细节参数，虚拟机会根据系统运行情况收集性能监控信息，动态调整这些参数以提高最合适的饿停顿时间或者最大的吞吐量。（自适应调节）

四、Parallel Old 收集器

Parallel Scavenge 收集器的老年代版本，支持多线程并发收集，采用标记-整理算法实现。

JVM_GC-Parallel-Scavenge-ParallelOld-Operation-Diagram

五、CMS 收集器

以获取最短回收停顿时间为目标的收集器，采用并发“标记-清除”算法。

整个过程分为四个步骤：

1. 初始标记（需要STW）
2. 并发标记
3. 重新标记（需要STW）
4. 并发清除
   JVM_GC-CMS-Mark-Sweep-Operation-Diagram
   CMS 必须预留一部分空间供并发收集时的程序运行，JDK 6时，当老年代使用了 92% 后，CMS 收集器就会被激活。
   如果CMS 运行期间预留的内存无法满足程序分配新对象的需要，就会出现一次“并发失败”，这时会启用后备预案：冻结用户线程的执行，临时启用 Serial Old 收集器来重新进行老年代的垃圾收集。

-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction：设置触发 CMS 的百分比。 -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection：开关参数，控制 CMS 收集器进行 Full GC 时进行内存碎片的合并整理。JDK 9后废弃。
-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction：要求CMS 收集器在执行过若干次不整理空间的 Full GC 之后，下一次进入 Full GC 前会先进行碎片整理。0 表示每次都整理。

优点：并发收集、低停顿。

缺点：

1. 对处理器资源非常敏感。
2. 无法清除“浮动垃圾”。
3. 内存碎片问题。

六、G1 收集器

全年代收集器。支持大内存，保证 GC 低延迟。

JVM_GC-Generational-Partition

Region 中有一类特殊的 Humongous 区域，专门用来存储大对象。G1 认为只要大小超过一个 Region 容量一般的对象即可判定为大对象。

每个 Region 的大小可以通过参数 -XX:G1HeapRegionSize 设定，取值范围为 1MB ~ 32MB，且应为 2 的N次幂。

1. 逻辑空间连续，物流空间不一定连续。
   堆被分成多个大小的区域，映射为不连续的 eden、Survivor 和 old。
2. 可预期的停顿时间。
3. 无内存碎片，采用标记-整理算法。
4. YGC 一次STW（复制），Mixed GC 四次STW（初始标记、重新标记、清理、复制）
5. 停顿时间瓶颈在复制上，未能在转移过程中准确定位对象地址。

6. 无法在堆中申请新的分区时，执行 STW 的单线程 Full GC。

   
   JVM_GC-G1-Operation-Diagram

RSet

一种 points-in 结构，在卡表基础上实现，每个 heap 分区（region）一个，用来记录别的 region 指向自己的指针，并标记这些指针在卡表哪些范围内（谁指向我）。
key：引用的 region 地址，value：引用的对象卡页集合。

存活对象用 RSet 标识，GC 时不用扫描整个堆。

YGC

选定 young generation region 的 RSet 作为根集，这些 RSet 记录了 old-young 的跨代引用，避免扫描整个 old generation。

年轻代复制存活对象到新的 Survivor。

Mixed GC

old generation 记录了 old-old 的 RSet，young-old的引用扫描全部由 young generation region 得到，也不用 扫描全部 old generation。

1. 并行标记清除不可达 old，复制活跃的 young 和 old。
2. 标记清除 old，复制 young 和 old。

region 回收价值

对象存活率、回收预计耗时，回收效果。