如何选择JVM垃圾回收器？

明确垃圾回收器组合

-XX:+UseSerialGC 年轻代和老年代都用串行收集器
-XX:+UseParNewGC 年轻代使用ParNew，老年代使用 Serial Old
-XX:+UseParallelGC 年轻代使用Paraller Scavenge，老年代使用Serial Old
-XX:+UseParallelOldGC 新生代Paraller Scavenge，老年代使用Paraller Old
-XX:+UseConcMarkSweepGC，表示年轻代使用ParNew，老年代的用CMS + Serial Old
-XX:+UseG1GC 使用G1垃圾回收器
-XX:+UseZGC 使用ZGC垃圾回收器

垃圾收集器跟内存大小的大致关系（不精确，需要根据实际环境测试）

Serial：几十兆
PS：上百兆 ~ 4G
CMS：4G ~ 10G
G1：10G~上百G
ZGC： 4T - 16T（JDK13）

常见的垃圾回收器

JDK诞生 Serial追随 提高效率，诞生了PS，为了配合CMS，诞生了PN，CMS是1.4版本后期引入，CMS是里程碑式的GC，它开启了并发回收的过程，但是CMS毛病较多，因此目前任何一个JDK版本默认是CMS 并发垃圾回收是因为无法忍受STW

• Serial 年轻代 串行回收
• PS 年轻代 并行回收
• ParNew 年轻代 配合CMS的并行回收
• SerialOld
• ParallelOld
• ConcurrentMarkSweep 老年代并发的，垃圾回收和应用程序同时运行，降低STW（Stop the World）的时间(200ms)。CMS问题比较多，所以现在没有一个版本默认是CMS，只能手工指定 CMS既然是MarkSweep，就一定会有碎片化的问题，碎片到达一定程度，CMS的老年代分配对象分配不下的时候，使用SerialOld 进行老年代回收。
• G1(10ms) 算法：三色标记 + SATB
• ZGC (1ms) PK C++ 算法：ColoredPointers + LoadBarrier
• Shenandoah 算法：ColoredPointers + WriteBarrier
• Eplison

常见垃圾回收器组合参数设定：(1.8)

• -XX:+UseSerialGC = Serial New (DefNew) + Serial Old
  小型程序。默认情况下不会是这种选项，HotSpot会根据计算及配置和JDK版本自动选择收集器
• -XX:+UseParNewGC = ParNew + SerialOld这个组合已经很少用（在某些版本中已经废弃）
• -XX:+UseConc(urrent)MarkSweepGC = ParNew + CMS + Serial Old
• -XX:+UseParallelGC = Parallel Scavenge + Parallel Old (1.8默认) 【PS + SerialOld】
• -XX:+UseParallelOldGC = Parallel Scavenge + Parallel Old
• -XX:+UseG1GC = G1

默认GC的查看方法

1. java -XX:+PrintCommandLineFlags -version
2. 通过GC的日志来分辨

Linux下1.8版本默认的垃圾回收器到底是什么？
1.8.0_181 默认（看不出来）Copy MarkCompact
1.8.0_222 默认 PS + PO

面对如此众多的垃圾回收器，我们应该如何选择一款适合自己应用的收集器呢？这个问题的答案主要受以下三个因素影响：

1. 应用程序的主要关注点是什么？
   a. 数据分析、科学计算类的任务，目标是能尽快算出结果，那吞吐量就是主要关注点；
   b. SLA 应用，那停顿时间直接影响服务质量，严重的甚至会导致事务超时，这样延迟就是主要关注点；
   c. 客户端应用或者嵌入式应用，那垃圾收集的内存占用则是不可忽视的。

2. 运行应用的基础设施如何？
   譬如硬件规格，要涉及的系统架构是 x86-32/64、SPARC 还是ARM/Aarch64；处理器的数量多少，分配内存的大小；选择的操作系统是 Linux、Solaris 还是 Windows等。

3. 使用 JDK 的发行商是什么？
   版本号是多少？是 ZingJDK/Zulu、OracleJDK、Open-JDK、OpenJ9 抑或是其他公司的发行版？该 JDK 对应了《Java 虚拟机规范》的哪个版本？

CMS存在的问题

1. CMS收集器对处理器资源非常敏感
   CMS的在垃圾清除是使用并发清除的，如果处理器核数不高的情况下，垃圾回收会造成很高的负载。

2. 并发回收造成的内存不足
   2.1 造成原因（浮动垃圾）
   在CMS的并发标记和并发清理阶段，用户线程是还在继续运行的，程序在运行自然就还会伴随有新的垃圾对象不断产生，而这部分的垃圾对象是出现在标记过程结束以后，CMS无法在当次收集中处理掉它们，只好留在下次垃圾收集时再清理掉。这样的垃圾就叫做浮动垃圾。由于垃圾收集和用户线程是并发执行的，因此CMS收集器不能像其他收集器那样几乎填满了再进行收集，需要预留一些空间用来保存用户新创建的对象。
   2.2. 如何处理
   在JDK1.5之前老年带使用了68%空间后就会激活CMS收集。
   如果实际应用中可以适当调整参数-XX:CMSInitiatingOccu-pancyFraction 的值来提高CMS的触发百分比，降低内存回收频率获得更好的性能。
   到了JDK6 CMS收集器的启动阀值就已经默认提升到92%。
   2.3 存在问题
   如果预留空间不够怎么办？
   首先要确定这是个小概率事件，其次JVM对着的情况处理如下：

CMS垃圾回收报错(Concurrent Model Failure) 并发失败。
启动后备预案：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。（这样的话时间就会变得很长）

3. 内存碎片问题
   由于CMS老年代使用标记-清除回收策略，因此会有内存碎片问题。当碎片过多时，将会给大对象分配带来麻烦，往往会出现老年代还有很多空间但就已经不能保存对象了。不得不提前触发一次Full GC。为了解决这个问题，CMS收集器提供了-XX:UseCMSCompactAtFullCollection开关参数，用于在CMS收集器不得不进行Full GC时开启内存碎片的合并整理过程。 有参数可以配置有多少次Full GC会堆内存碎片进行整理(-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction)

G1

G1打破了以往将收集范围固定在新生代或老年代的模式，GI 将 Java 堆空间分割成了若干相同大小的 区域，即 region，包括 Eden、
Survivor、 Old、 Humongous 四种类型。其中， Humongous 是特殊的 Old 类型，专门 放置大型对象。这样的划分方式意昧着不需要一个连续的内存空间管理对象。 GI 将空间分为多个区域，优先回收垃圾最多的区域。 GI 采用的是好的空间整合能力’不会产生大量的空间碎片。

Region的数值是在1M到32M字节之间的一个2的幂值数，JVM会尽量划分2048个左右、同等大小的Region。

GI 的一大优势在于可预测的停顿时间， 能够尽可能快地在指定时间内完成垃圾回收任务。在 JDKl l 中，已经将 GI 设为默认 垃圾回收器。

ZGC

和G1类似，但ZGC的region的大小更加灵活和动态。zgc的region不会像G1那样在一开始就被划分为固定大小的region。

zgc的region核心亮点就是：动态。

动态表现为：

• 动态地创建和销毁。
• 动态地决定region的大小。它的最小单位是2MB的一个块。然后每个region的大小就是是2MB*N就是。

而且他有个概念叫：size groups。有三种：

1. Small：就是一个2MB的region。
2. Medium：32mb。2MB*16。
3. Large：N*2MB。