一文带你读懂垃圾收集器

最近我在白板上给客户画了一个图表，他们似乎对这个有点兴趣，所以我想我可以重画一遍来给你们消遣。

每个蓝色的盒子都代表了一个收集器，用来收集某一代。黄色区域中的蓝色盒子是用来收集新生代的，灰色区域中的蓝色盒子是用来收集老年代的。

• Serial”是一个单线程、stop-the-world、使用复制算法的收集器。

• “ParNew” 是一个多线程、stop-the-world、使用复制算法的收集器。和”Parallel Scavenge”不同，它可以和”CMS”收集器一起使用。比如说，”ParNew”做了同步需要，以便它能在CMS的并发阶段继续运行。

• “Parallel Scavenge” 是一个多线程、stop-the-world、复制算法的收集器。

• “Serial Old”是一个单线程 、stop-the-world、使用标记-清除-压缩的收集器。

• “CMS”是一个并发、短暂停的收集器。

• “Parallel Old”是多线程、使用压缩算法的收集器。

对于JDK6，可以使用-XX来标记我们的收集器。

• UseSerialGC 是”Serial”+”Serial Old”

• UseParNewGC 是”ParNew”+”Serial Old”

• UseConcMarkSweepGC 是”ParNew”+”CMS”+”Serial Old”。大多数时候是使用”CMS”来手机老年代，当并发模式失败的时候使用”Serial Old”

• UseParallelGC 是”Parallel Scavenge”+”Serial Old”

• “CMS”是一个并发、短暂停的收集器。

• UseParallelOldGC 是”Parallel Scavenge”+”Parallel Old”

FAQ

1.UseParallelGC 和UseParNewGC 都是多线程来收集新生代，哪个更快？

这个问题没有准确的答案。大部分他们性能相当，但是我还是见过在不同的情景下其中一个比另一个更好。

2.为什么”ParNew”和”Parallel Old”不能同时运行？

在”ParNew” 的风格下，每个被收集的代对于它的收集都提供一个确定的接口，比如说，”ParNew”实现了 space_iterate()方法，这个方法将对新生代中的每个对象应用一个操作。当使用”CMS” 或”Serial Old” 收集老年代的时候。GC可以使用 space_iterate() 来对在新生代中的的对象进行操作。这让收集器可以混合工作，但是会造成收集器维持的一些负担。并且这个负担看起来是收集器的二次方。作为一种选择，”Parallel Scavenge”总是知道老年代是怎么收集的，并且能直接调用在”Serial Old” 收集器中的代码。”Parallel Old”不是”ParNew”风格的，所以不会和”ParNew”匹配。顺便说一下，我们希望最终只有”Parallel Scavenge”和”Parallel Old”可以进行匹配。

对于我上面的使用的例子，不要想太多。他们就是这样设计的，不要浪费太多时间。

3.怎样把”Serial”和”CMS”一起使用

使用 -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:-UseParNewGC，而不要使用 -XX:+UseConcMarkSweepGC和 -XX:+UseSerialGC。虽然这样的组合看起来合乎逻辑，但是这会导致一个信息表示收集器之间有冲突，JVM将不会启动。

4.上图中蓝色盒子中的问号是不是一个排版错误？

这个盒子代表一个正在开发的新的收集器，叫做Garbage First G1收集器。G1将会提供：

• 更加可预测的GC停顿

• 更加高效的GC

• 没有碎片下更短暂的停顿

• 并行和并发收集器

• 更好的堆利用

G1跨过了新生代和老年代的范围，因为它是一个只有逻辑区域的分代收集器。G1把堆划分为独立区域，在一次GC中可以收集这片区域的一个子集。它是一个逻辑分代是因为它动态的选择一片区域作为新生代，这片区域将在下一次GC中被回收。

用户可以指定一次停顿的目标，G1将会做一个评估（基于过去的收集），评估有多少个区域在这次停顿（停顿目标） 中可以被收集。这片区域被称之为一个回收集合，G1将在下一次GC中去收集它。

G1能选择有最多垃圾的区域进行收集（所以叫Garbage First）。

G1采用压缩算法所以碎片不是问题。为什么是个问题呢？因为部分填满的区域会导致内部的碎片。

Java堆没有被静态的分为一个新生代和老年代，所以他们尺寸的不平衡在这里不是问题。

和指定一次停顿时间一起，用户可以指定一部分花费在GC上的时间（比如说在下一次100秒钟不要花费超过10秒钟来进行垃圾收集）。对于这个目标（在100秒内的10秒GC时间），G1能选择一个回收集合，这个集合是G1预测它能在10秒内收集完的区域。有可能看到一个用户在下一次收集中指定0秒的垃圾收集时间，但这只是一个目标，不是一个保证。

如果G1能按我们期待的那样工作，它将取代 “ParNew” + “CMS”. 成为我们的低停顿收集器。如果你问什么时候可以准备好G1，请你不要抱怨我的沉默。这是我们团队最高优先级的工作，但这是一个软件开发，所以经常会有未知事件。它将在jdk7中推出。对我们而言，越早越好。（译者注：关于G1的论文发表在2004年，而这篇博客发表在2008年，作者就预料到了不确定性。确实，直到2012年的JDK7u4，Sun公司才认为G1达到了足够成熟的商用程度，移除了“Experimental”的标识）。

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