Java 垃圾收集器

面试 GC 相关的问题有：

• 垃圾回收算法有哪些：引用计数、复制、标清、标压
• 垃圾收集器有哪些：Serial、Parallel、CMS、G1、ZGC
• 垃圾回收的方式有哪些：串行、并行、并发标记清理、分区并发------分别对应上方垃圾收集器

GC 算法（引用计数、复制、标清、标压）是理论，垃圾收集器是具体实现

主要垃圾收集器：

• 串行垃圾收集器-Serial：为单线程环境设计且只使用一个线程进行回收，会暂停所有的用户线程。所以不适合服务器环境
• 并行垃圾收集器-Parallel：多个垃圾回收线程并行工作，此时用户线程是暂停的，适用于科学计算、大数据处理、首台处理等弱交互场景
• 并发垃圾收集器-CMS（ConcMarkSweep）：并发标记清除。用户线程和垃圾收集器线程同时执行（不一定是并行，也可能是交替执行），不需要暂停用户线程。互联网公司多用它，适用于对响应时间有要求的场景
• G1-GarbageFirst：将对内存分割成不同的区域然后并发的进行垃圾回收
• ZGC ( java11 之后新增 ) 

如何查看默认的垃圾收集器：

Terminal 输入命令：java -XX:+PrintCommandLineFlags -version

java -XX:+PrintCommandLineFlags -version
-XX:InitialHeapSize=267121280 
-XX:MaxHeapSize=4273940480 
-XX:+PrintCommandLineFlags 
-XX:+UseCompressedClassPointers 
-XX:+UseCompressedOops 
-XX:-UseLargePagesIndividualAllocation 
-XX:+UseParallelGC
java version "1.8.0_162"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_162-b12)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.162-b12, mixed mode)

可以看到 -XX:+UseParallelGC ，即使用的是并行垃圾收集器

默认垃圾收集器有：

• UseSerialGC
• UseSerialOldGC（已弃用）
• UseConcMarkSweepGC
• UseParNewGC
• UseParallelGC
• UseParallelOldGC
• UseG1GC

     由上图可知，新生代（Young Gen）用 Serial、Parallel、ParNew这三种垃圾收集器；老年代（Old Gen）用SerialOld、ParallelOld、ConcMarkSweep这三种垃圾收集器。而G1两者都可用。

项目中如何选择垃圾收集器

• 单 CPU 或小内存，单机程序： -XX:+UseSerialGC
• 多 CPU ，需要大吞吐量，如后台计算型应用：-XX:+UseParallelGC 或者 -XX:+UseParallelOldGC
• 多 CPU，追求低停顿时间，需快速响应如互联网应用：-XX:+UseConcMarkSweepGC 或者 -XX:+UseParNewGC

如何查看当前用的是哪个垃圾收集器：

• Terminal输入命令：jps -l ，获取进程编号
• Terminal输入命令：jinfo -flag UseParallelGC 进程编号，输出 -XX:+UseParallelGC 说明是用的该类收集器；输出                -XX:-UseParallelGC 说明不是该类收集器。+相当于是，-相当于不是。

G1垃圾收集器

       G1-GarbageFirst 是一种服务器端的垃圾收集器，应用在多处理器和大容量内存环境中，在实现高吞吐量的同时，尽可能满足垃圾收集暂停时间的要求。另外还有以下特性：

• 与 CMS 收集器一样，可以和应用程序并发执行
• 整理空闲空间更快
• 需要更多的时间来预测 GC 的停顿时间
• 不希望牺牲大量的吞吐性能
• 不需要大量的 Java Heap

相比之下，以前收集器的特点：

• 年轻代和老年代是各自独立且连续的内存块
• 年轻代收集使用单 eden+S0+S1进行复制算法
• 老年代收集必须扫描整个老年代区域
• 都是以尽可能少而快速的执行GC为设计原则

       CMS 收集器虽然减少了暂停应用程序的运行时间，但还是存在着内存碎片的问题，于是，为了解决内存碎片的问题，同时又保留低暂停时间的有点，Java7 就发布了一个 G1垃圾收集器。

       G1 收集器的设计，目的就是为了取代 CMS 收集器，G1 与 CMS 相比，有何区别？（面试题）

• 有整理内存过程，不会产生很多内存碎片
• STW（Stop The World）更可控，G1 在停顿时间上添加了预测机制，让用户可以手动配置停顿时间

       G1 是在 2012年才在jdk1.7u4中可用。oracle计划在jdk9中将 G1 变成默认的垃圾收集器以替代 CMS 。它是一款面向服务端应用的收集器，主要应用在多 CPU 和大内存服务器环境下，极大减少垃圾收集的停顿时间，全面提升服务器的性能，逐步替换 java8 以前的 CMS 收集器。

主要改变是 Eden、Survivor和Tenured等内存区域不是连续的了，而是变成了一个个大小一样的 region，每个region从1M到32M不等，一个 region 可能属于 Eden、Survivor 或者 Tenured内存区域。

G1 特点总结：

• 能充分利用多 CPU、多核环境的硬件优势，尽量缩短 STW
• 整体上采用 “标记-压缩” 算法，局部使用 “复制” 算法，不会产生内存碎片
• 宏观上不再区分 “老年代” 和 “新生代” ，把内存划分成独立的子区域 —Region
• 将整个内存区域混合在一起，但其本身依然在小范围内要进行年轻代和老年代的区分，保留了新生代和老年代，但他们不再是物理隔离的，而是一部分 Region 的集合且不需要 Region是连续的，也就是说依然会采用不同的 GC 方式来处理不同区域
• G1 虽然也是分代收集器，但整个内存区不存在物理上的年轻代和老年代的区别，也不需要完全独立的survivor（to space）堆做复制准备。G1 只有逻辑上的分代概念，或者说每一个分区都可能随 G1 的运行在不同的代之间前后切换。
• 最大的好处是化整为零，避免全内存扫描，只需按照区域扫描。