《深入理解jvm》读书笔记之——GC收集器

1、serial收集器

serial是一个单线程的垃圾收集器，它只会使用一个cpu、一个收集线程工作；它在进行gc的时候，必须暂停其他所有线程到它工作结束(这种暂停往往让人难以接受)。

对于单个cpu的情况下，serial是没有线程交互的开销，效率要好于其他。例如在一个简单的桌面应用，只有几十M的内存，他的停顿时间可能只有几十毫秒，所以一般默认的client模式下都是用的serial做默认垃圾收集器。

serial收集器

2、parnew收集器

parnew其实就是serial的多线程版本，parnew在单线程的情况下甚至不如serial，parnew是除了serial之外唯一能和CMS配合的。

parnew默认开启收集线程数和cpu的数量相同，我们可以利用-XX:ParallelGCThreads参数来控制它开启的收集线程数。

parnew收集器

3、parallel scavenge收集器

parallel scavenge主要就是关注吞吐量。
所谓吞吐量：运行用户代码的世界/(运行用户代码时间+GC花费的时间)。
parallel scavenge收集器中，提供了2个参数来控制吞吐量：

• -XX:GCTimeRatio：gc时间占用的总比例，也就是吞吐量的倒数。
• -XX:MaxGCPauseMillis：最大的暂停毫秒数（这个数值并非越小越好，如果把他设置小了，系统会根据这个值调整空间的大小，也就会加快GC的频率）

parallel scavenge可以设置开启-XX:UseAdaptiveSizePolicy，开启这个参数之后就无需关注新生代大小eden和survivor等比例，晋升老年代对象年龄的这些细节了。

parallel scavenge的工作细节

4、serial old收集器

serial收集器的老年代版本，使用标记整理算法，主要有两个作用：

• jdk5之前和parallel scavenge配合使用
• 作为cms失败的后备收集方案

5、parallel old收集器

是parallel收集器的老年代版本，用于和parallel收集器搭配组合的，因为parallel收集器不能和cms组合，但是和serial old收集器效率又太低。
对吞吐量和CPU敏感度特别关注的应用可以使用parallel+parallel old的组合。

6、CMS收集器

CMS的适用特点：

• 希望JAVA垃圾回收器回收垃圾的时间尽可能短；
• 应用运行在多CPU的机器上，有足够的CPU资源；
• 有比较多生命周期长的对象；
• 希望应用的响应时间短。

CMS的过程：

1. 初始标记：标记一下GC ROOT能直接关联的对象，速度很快，这个阶段是会STW。
2. 并发标记：GC ROOT的引用链的查找过程，标记能关联到GC ROOT的对象，这一个阶段是不需要STW的。
3. 重新标记：在并发标记阶段，应用的线程可能产生新的垃圾，所以需要重新标记，这个阶段也是会STW。
4. 并发清除：这个阶段就是真正的回收垃圾的对象的阶段，无需STW。

CMS运行过程

CMS的缺点：

1. 对cpu比较敏感。
2. 可能出现浮动垃圾：在并发清除阶段，用户还是继续使用的，这时候就会有新的垃圾出现，CMS只能等下一次GC才能清除掉他们。
3. CMS运行期间预留内存不够的话，就会出现concurrent Mode Failure，这时候就会启动serial收集器进行收集。
4. CMS基于标记清除算法实现，会产生内存碎片空间。碎片空间过多就会对大对象的分配空间造成麻烦。为了解决碎片问题，CMS提供一个参数来控制是否在GC的时候整合内存中的碎片，这个碎片整合的操作是无法并发的，会延长STW的时间。

7、G1收集器

G1的特点：

• 利用多CPU来缩短STW的时间
• 可以独立管理整个堆（使用分代算法）
• 整体是基于标记-整理，局部使用复制算法，不会产生碎片空间
• 可以预测停顿：G1吧整个堆分成多个Region，然后计算每个Region里面的垃圾大小（根据回收所获得的空间大小和回收所需要的时间的经验值），在后台维护一个优先列表，每次根据允许的收集时间，优先回收价值最大的Region。

G1的运行过程：

• 初始标记：标记一下GC ROOT能直接关联的对象，速度很快，这个阶段是会STW。
• 并发标记：在GC ROOT中运用可达性分析算法，找出存活的对象，耗时较长，但是无需STW。
• 最终标记：修正并发标记期间用户线程对垃圾对象的修改，需要停顿线程，但是可以并行执行。
• 筛选回收：先计算回收各个Region的价值，然后根据用户需求来进行回收。

G1运行示意图