垃圾回收算法&STOP The World

目前所有的新生代gc都是需要STW的:

 

Serial：单线程STW，复制算法
ParNew：多线程并行STW，复制算法
Parallel Scavange：多线程并行STW，吞吐量优先，复制算法

Serial old：标记-整理

parallel old：标记－整理

cms：标记清除算法

简要对比三种基本算法： 

	mark-sweep	mark-compact	copying
速度	中等	最慢	最快
空间开销	少（但会堆积碎片）	少（不堆积碎片）	通常需要活对象的2倍大小（不堆积碎片）
移动对象？	否	是	是

关于时间开销： 
mark-sweep：mark阶段与活对象的数量成正比，sweep阶段与整堆大小成正比 
mark-compact：mark阶段与活对象的数量成正比，compact阶段与活对象的大小成正比 
copying：与活对象大小成正比 

如果把mark、sweep、compact、copying这几种动作的耗时放在一起看，大致有这样的关系： 
compaction >= copying > marking > sweeping 
还有 marking + sweeping > copying 

 

垃圾回收算法：

• 引用计数：一个对象被引用计数器加一，取消引用计数器减一，引用计数器为0才能被回收。优点：简单。缺点：不能解决循环引用的问题，比如A引用B，B引用A，但是这两个对象没有被其他任何对象引用，属于垃圾对象，却不能回收；每次引用都会附件一个加减法，影响性能。
• 标记清除法：分为两个阶段：标记阶段和清除阶段。标记阶段通过根节点标记所有可达对象，清除阶段清除所有不可达对象。缺点：因为清除不可达对象之后剩余的内存不连续，会产生大量内存碎片，不利于大对象的分配。
• 复制算法：将内存空间分成相同的两块，每次只是用其中的一块，垃圾回收时，将正在使用的内存中的存活对象复制到另外一块空间，然后清除正在使用的内存空间中的所有对象，这种回收算法适用于新生代垃圾回收。优点：垃圾回收对象比较多时需要复制的对象恨少，性能较好；不会存在内存碎片。缺点：将系统内存折半。
• 标记压缩算法：是一种老年代回收算法，在标记清除的基础上做了一些优化，首先从根节点开始标记所有不可达的对象，然后将所有可达的对象移动到内存的一端，最后清除所有不可达的对象。优点：不用将内存分为两块；不会产生内存碎片。
• 分代算法：新生代使用复制算法，老生带使用标记清除算法或者标记压缩算法。几乎所有的垃圾回收期都区分新生代和老生带。
• 分区算法：将整个堆空间分成很多个连续的不同的小空间，每个小空间独立使用，独立回收。为了更好的控制gc停顿时间，可以根据目标停顿时间合理地回收若干个小区间，而不是整个堆空间，从而减少gc停顿时间。

"Serial" is a stop-the-world, copying collector which uses a single GC thread.

"ParNew" is a stop-the-world, copying collector which uses multiple GC threads. It differs from "Parallel Scavenge" in that it has enhancements that make it usable with CMS. 
For example, "ParNew" does the synchronization needed so that it can run during the concurrent phases of CMS.

"Parallel Scavenge" is a stop-the-world, copying collector  which uses multiple GC threads.

"Serial Old" is a stop-the-world, mark-sweep-compact collector that uses a single GC thread.

"CMS" is a mostly concurrent, low-pause collector.

"Parallel Old" is a compacting collector that uses multiple GC threads.

UseSerialGC is "Serial" + "Serial Old"

UseParNewGC is "ParNew" + "Serial Old"

UseConcMarkSweepGC is "ParNew" + "CMS" + "Serial Old". "CMS" is used most of the time to collect the tenured generation. "Serial Old" is used when a concurrent mode failure occurs.

UseParallelGC is "Parallel Scavenge" + "Serial Old"

UseParallelOldGC is "Parallel Scavenge" + "Parallel Old"

QA：

并发垃圾收集器（CMS）为什么没有采用标记整理-算法来实现，而是采用的标记-清除算法？

这是因为传统上大家认为年老代的对象可能会长时间存活且存活率高，或者是比较大，这样拷贝起来不划算

年轻代为何选用复制算法？

在分代式假设中，年轻代中的对象在minor GC时的存活率应该很低，这样用copying算法就是最合算的，因为其时间开销与活对象的大小成正比，如果没多少活对象，它就非常快；而且young gen本身应该比较小，就算需要2倍空间也只会浪费不太多的空间。 
而年老代被GC时对象存活率可能会很高，而且假定可用剩余空间不太多，这样copying算法就不太合适，于是更可能选用另两种算法，特别是不用移动对象的mark-sweep算法。