JVM的GC算法

GC分代假说

我们都知道，绝大多数对象都是朝生夕死。对于绝大多数GC算法而言都会遵循基本的分代假设。
它的结构如下所示，即

分代假说

Young

此区域使用的GC算法为Mark and Copy，即没被回收的对象会被标记出来然后拷贝到幸存区。

• Eden（TLAB 线程私有的分配缓存区，加快分配速度）
• Survivor1

• Survivor2

  
  年轻代
  

  在年轻代，会触发Minor GC，年轻代的垃圾回收能回收掉70%--90%的内存。而幸存的对象会进入Survivor区中，并且每次Minor GC触发，不会被回收的对象会在Survivor区中交替复制，直到次数大于15次，这些对象会进入老年代。

Tenured(Old)

在老年代，使用的GC算法是Mark-Sweep-Compact，即没被回收的对象，会被标记出来，然后为了减少内存碎片，尽量的压缩成一块区域。
在老年代调用的使用的是Major GC区回收

PermGen/Metaspace

GC收集器

GC Mark

• Stop The World (STW)
  在GC开始之前，会先进行标记。标记的时候，要先把进程停止掉。所有的GC在工作的过程中，都要涉及到或多或少的STW，这是程序卡顿的原因。也是我们经常调优的目标。
• safe point
  当GC触发之前，先要运行到一个安全点，才能进行STW,通常而言，GC的停顿与堆大小无关，而是与活对象的大小有关。增加堆大小有时候反而会增加延迟。

我们下面介绍的垃圾回收器有三种Serial，Parallel，CMS，G1

垃圾收集算法

Serial

serial回收算法如上图，分别应用在年轻代和老年代。基本和分代假说的说法一样，一根线程，从年轻代的标记复制，到STW，到老年代的标记清除整理。

Parallel

串行回收的并发版本，所作的事情是一样的。
我们可以从上图中看到的是，Parallel有三个回收器，即ParNew,Parallel Old,Parallel Scavenge,其中Parallel Old和Parallel Scavenge是搭配使用的。至于ParNew是因为CMS回收器只能回收老年代，它被开发出来用于和CMS搭配使用，回收年轻代。

CMS

GC回收算法对比

我们可以看到左边是一个串行收集器，右边是CMS收集器，这两个对比起来，CMS的STW过程Initial Mark是一个比较短暂的过程，然后标记过程会和用户线程一起去执行，但是可能执行标记的不准确， 所以在之后的一段时间，又STW一会，并发去Remark标记。之后在清除的过程中，和用户线程并发的执行。

并且在CMS中，老年代只进行Mark-Sweep，而不进行Compact，主要用于低延时的系统。

G1

G1在Java9之后成为了默认的GC。如果想在Java8中使用它，可以加个参数Use G1 GC。

它横跨了年轻代和老年代，它制定的目标是软实时，比较大的堆内存（大于4G），可以设定目标（设定停顿时间，尽量达到）。

在G1的设计中，没有分代假说的存在了。它会将堆分成若干个等大的区域。

G1

再回收的时候无需回收整个堆，而是回收一个Collection Set，即一个区域的集合。
在GC1中，有两种GC：

• Fully young GC
• Mixed GC
  估计每个Region中的垃圾比例，优先回收垃圾多的Region。