JVM7:常见的垃圾回收器

常见的垃圾回收器：

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

下图已经列出来了这，其中Epsilon是debug使用的，不用过分关注；最常见的组合有：Serial +Serial Old 、Parallel Scavenge + Parallel Old 、ParNew + CMS。G1之前都是不仅在逻辑上是分代的而且在物理层面上也是分代的；G1只是在逻辑上分代；G1之后完全不分代，但是在生产环境使用的很少；

 1、Serial

当垃圾收集器工作时所有工作线程全部停止,这里线程停下来一定会停在一个安全点上;

safe-point :线程停止（需要找到一个安全点上线程停止），因为停顿的时间长，现在很少用；

 2、Serial Old 

这个垃圾收集器用在老年代，它用的是mark-sweep的算法，他用的是单线程；

a stop-the-world 

mark-sweep-compact  collector that uses a single GC thread(使用单个GC线程的标记-清理-收集器).

3、Parallel Scavenge

a stop-the-world 

Copying collector which uses multiple GC threads(使用多个GC线程的复制收集器).

 如果你在JVM没有做任何的调优的话，默认使用的是：parallel scavenge +parallel old  简称（ps + po）

Parallel Scavenge 与Serial的区别：Parallel Scavenge 是多线程清理垃圾，后者为单线程清理垃圾。

4、Parallel Old 

a compacting collector that uses multiple GC threads（使用多个GC线程的压缩收集器）.

整理算法

5、ParNew

其实就是parallel new 的意思，和Parallel Scavenge没有很大的区别，就是它的新版本，做了一些的增强以便能够让它和CMS有更好的配合使用，CMS在某个特定的阶段会和Parallel New 同时运行。在工作的时候其余的线程不能够工作，必须等GC回收器结束后才可以。

Parallel New 和 Parallel Scavenge 区别：

• • parallel new 的响应时间优先
  • 能够配合CMS
  • parallel scavenge 的吞吐量优先

6、CMS

CMS非常重要，它诞生了一个里程碑，以前的垃圾回收器在工作的时候其他的线程都要停下来，等我工作完，才能工作，CMS的出现消除了这个问题，与此同时CMS也带来了很多问题，以至于目前的所有的JDK版本默认都不是使用它。

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

1. 1. initial mark （初始标记 STW开始标记）
   2. concurrent mark （并发标记和应用程序同时进行）
   3. remark （重新标记又是一个STW 在并发标记中产生的新垃圾 在这里进行重新标记 这里是使用多线程）
   4. concurrent sweep（并发清理的过程中也会产生新的垃圾 这个垃圾叫做浮动垃圾）

6.1、从线程角度理解：

垃圾回收器在工作的时候，垃圾回收的线程和工作线程同时进行，叫做：concurrent mark sweep；当内存比较小的情况下，清理垃圾的速度比较快没有问题，当内存越来越大较的时候，大到什么程度呢？大到你用多少线程进行清理的都需要很长一段时间，以前10G的内存的时候使用默认的ps+po大概需要的时间为11s。

 为什么会出现并发垃圾回收器？  并发垃圾回收器出现的原因是因为忍受不了STW.

6.2、下面来解释一下CMS常见的几个阶段：

第一个阶段叫做CMS initial mark（初始标记阶段）这个阶段很简单，就是直接找到最根上的对象，然后进行标记，其他的对象不标记。

第二个阶段是CMS concurrent mark（并发标记）据统计百分之八十的时间都浪费在这里，因此它把这块耗时最长的阶段和我们的应用程序同时进行，对于客户来说感觉上可能慢了点，但是至少还有反应，这里的并发标记是一边产生垃圾一边进行跟着标记，这个过程很难完成；

第三阶段是CMS remark （重新标记）这里又是一个STW,在上一个并发标记的过程中产生的新垃圾在这个阶段进行标记，这个时候需要停顿，但是时间不会很长，毕竟只是上一步很短时间内产生的新垃圾；

第四阶段是concurrent sweep（并发清理）并发清理也有他的问题，在并发清理的过程中也会产生新的垃圾，这个垃圾叫做浮动垃圾，这个浮动垃圾就要等下一次CMS来清理了；

什么条件下会触发CMS呢？老年代分配不下了，这时会触发CMS，这里的初始标记是单线程，重新标记是多线程。

6.3、CMS的缺点：CMS出现问题后会调用Serial Old使用单线程进行标记压缩；

 CMS的两大问题：

memory fragmentation 内存的碎片：这个是比比较严重的一个问题，如果内存超级大，产生了很多的碎片，这就会浪费很多的空间，其实CMS设计出来就是应付几百兆的内存至上G的内存，有的人拿它来应付很大内存就会出现问题，因为一旦老年代产生很多碎片，从新生代过来的对象就会出现找不到空间的情况，这叫做：PromotionFailed找不到空间。这时候它干了一件事情，把Serial Old 请出来，让它用一个线程在这里进行标记压缩。

floating garbage浮动垃圾：当出现Concurrent Mode Failure 和 PromotionFailed时，说明碎片较多，Old区内存分配不下，会调用Serial Old。并不是说使用了CMS之后这个问题没办法避免，可以降低触发CMS的阈值。

解决方法降低CMS的阈值：  -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction 92%  可以降低这个值，让CMS保持老年代有足够的空间。

Remark阶段的算法：

怎么才能进行并发标记呢 非常的复杂，CMS采用的是三色标记+Incremental Update 算法。

• • • 三色扫描算法：白灰黑
    • 在并发标记时，引用可能发生变化，白色对象有可能会被错误回收
    • 解决方法：SATB (snapshot at the beginning)     在起始的时候做一个快照    
    • Incremental Update  :  当一个白色对象被一个黑色对象引用时，将黑色对象重新标记为灰色，让垃圾回收器重新扫描；

常见的垃圾回收器就介绍这么多，下一篇会给大家介绍一下 PS+PO;如果写的有误的地方还请大佬指出