Java 常见的垃圾收集器及算法

一、常见垃圾收集器对比

实际上，垃圾收集器（GC，Garbage Collector）是和具体 JVM 实现紧密相关的，不同厂商（IBM、Oracle），不同版本的jvm，提供选择也不一样，目前主要还是Oracle JDK 。

收集器	定义	使用的场景	备注
Serial GC	GC，它是最古老的垃圾收集器，“Serial”提现在其收集工作线程的，并且在进行垃圾收集过程中，会进入臭名昭著的“Stop-The-World” 状态。当然，其单线程设计意味着精简的GC实现，无需维护复杂的数据结构，初始化也简单，所以client模式下的JVM的默认选项。 从年代的角度，通常将其老年代实现单独称作Serial Old，采用了标记-整理（Mark-Compact）算法， 区别于新生代的复制算法。	Serial收集器：串行运行；作用于新生代；复制算法；响应速度优先；适用于单CPU环境下的client模式。Serial Old收集器：串行运行；作用于老年代；标记-整理算法；响应速度优先；单CPU环境下的Client模式。
ParNew GC	很明显是个新生代 GC 实现，它实际是Serial GC的多线程版本，常见的应用场景是配合老年代的CMS GC工作。	并行运行；作用于新生代；复制算法；响应速度优先；多CPU环境Server模式下与CMS配合使用。
CMS GC	CMS（Concurrent Mark Sweep） GC，基于标记-清除（Mark-Sweep）算法，设计的目标是尽量减少停顿时间，这一点对于Web等反应时间敏感的应用非常重要，一直到今天，仍然有很多系统使用CMS GC 。 但是，CMS采用的标记-清除算法，存在碎片化问题，所以可能会导致长时间运行情况下发生full GC ,导致恶劣停顿。	并发运行；作用于老年代；标记-清除算法；响应速度优先；适用于互联网或B/S业务。
Parrallel GC	在早期JDK 8 版本中， 它是server模式JVM的默认GC选择，也被称作是吞吐量优先的GC。它的算法和Serian GC比较相似，尽管实现要复杂的多，其特点是新生代和老年代GC到时并行进行的。吞吐量优先；适用于后台运算而不需要太多交互的场景。	Parallel Scavenge收集器：并行运行；作用于新生代；复制算法；Parallel Old收集器：并行运行；作用于老年代；标记-整理算法；
G1 GC	这是一种兼顾吞吐量和停顿时间的 GC 实现，是 Oracle JDK 9 以后的默认 GC 选项。G1 可以直观的设定停顿时间的目标，相比于 CMS GC，G1 未必能做到 CMS 在最好情况下的延时停顿，但是最差情况要好很多。G1 GC 仍然存在着年代的概念，但是其内存结构并不是简单的条带式划分而是类似棋盘的一个个 region。Region 之间是复制算法，但整体上实际可看作是标记 - 整理（Mark-Compact)算法，可有效避免内存碎片化，由其是当Java 堆非常大的时候，G1的优势更明显。G1 吞吐量和停顿表现都非常不错。CMS 已经在 JDK 9 中被标记为废弃（deprecated）。	并发运行；可作用于新生代或老年代；标记-整理算法+复制算法；响应速度优先；面向服务端应用。

二、常见垃圾算法

算法	定义	优点	缺点
复制（Copying）算法	将活着的对象复制到to区域	拷贝过程对象顺序放置，就可以避免内存碎片化	既然要进行复制，既要提前预留内存空间，有一定浪费；另外对于G1这种拆分为大量region的GC，复制不是移动，意味着GC需要维护region之间对象引用光纤，这开销不小，会有内存占用或时间开销。
标记 - 清除（Mark-Sweep）算法	首先进行标记工作，标识出所有要回收的对象，然后进行清除。	算法简单，需要的内存空间相比“复制算法”要小。	除了做 标记、清除过程效率有限，另外就是不可避免的出现碎片化问题，这就导致其不适合特别大的堆；否则，一旦出现Full GC ,暂停时间可能无法接受。
标记 - 整理（Mark-Compact）	类似于标记-清除，但为避免内存碎片化，它会在清理过程中将对象移动，以确保移动后的对象用连续的内存空间。	避免内存碎片化，它会在清理过程中将对象移动，以确保移动后的对象用连续的内存空间。