JVM中各个垃圾收集器的使用场景

JVM中各个垃圾收集器的使用场景

在以往的文章中（垃圾收集算法），我们讲述了JVM中垃圾收集算法，像标记-清除、标记-整理、复制、分代等算法，这些只是垃圾收集的方法论，今天要介绍的就是垃圾收集的具体实现---垃圾收集器。

垃圾收集器主要用于堆内存中，先从一张图中看下堆中老年代和新生代所适合的垃圾收集器，JDK11出来的ZGC不在其中。

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Serial、ParNew、Parallel Scavenge用于新生代；CMS、Serial Old、Paralled Old用于老年代。 并且他们相互之间以相对固定的组合使用。G1是一个独立的收集器不依赖其他6种收集器。

1、Serial收集器，是单线程执行垃圾回收的，是JDK1.3之前新生代收集的唯一选择。当需要执行垃圾回收时，程序会暂停一切手上的工作，然后单线程执行垃圾回收。因为新生代的特点是对象存活率低，所以收集算法用的是复制算法，把新生代存活对象复制到老年代，复制的内容不多，性能较好。

2、Serial Old收集器，老年代的收集器，与Serial一样是单线程，不同的是算法用的是标记-整理（Mark-Compact），因为老年代里面对象的存活率高，如果依旧是用复制算法，需要复制的内容较多，性能较差。并且在极端情况下，当存活为100%时，没有办法用复制算法。所以需要用Mark-Compact，以有效地避免这些问题。这个收集器的主要意义也是被Client模式下的虚拟机使用。如果是Server模式下，它的用途有两个：一是在JDK1.5版本及之前版本与Parallel Scavenge收集器搭配使用，另外一个就是CMS收集器的后备预案，在并发收集发生Concurrent Mode Failure使用。

下图是Serial/Serial Old收集器运行示意图：

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3、ParNew收集器，ParNew同样用于新生代，是Serial的多线程版本，并且在参数、算法（同样是复制算法）上也完全和Serial相同。Par是Parallel的缩写，但它的并行仅仅指的是收集多线程并行，并不是收集和原程序可以并行进行。ParNew也是需要暂停程序一切的工作，然后多线程执行垃圾回收。

4、Parallel Scavenge收集器，新生代的收集器，同样用的是复制算法，也是并行多线程收集。与ParNew最大的不同，它关注的是垃圾回收的吞吐量。这里的吞吐量指的是 总时间与垃圾回收时间的比例。这个比例越高，证明垃圾回收占整个程序运行的比例越小。

5、Parallel Old收集器，老年代的收集器，是Parallel Scavenge老年代的版本。其中的算法替换成Mark-Compact，标记-整理算法。Parallel Old收集器出现后，“吞吐量优先”收集器终于有了比较不错的应用组合，在注重吞吐量及CPU资源敏感的场合，可以优先考虑Parallel Scavenge收集器+Parallel Old收集器。

下图就是Parallel Scavenge/Parallel Old收集器的运行示意图：

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6、CMS收集器，同样是老年代的收集器。它关注的是垃圾回收最短的停顿时间（低停顿），在老年代并不频繁GC的场景下，是比较适用的。用的是Mark Sweep，标记-清除算法。运行过程一共分为四步：初始标记-并发标记-重新标记-并发清理。其中初始标记和重新标记仍需要STW，不过速度很快，耗时最长的是并发标记和并发清理，由于是并发的执行，效率很高。

下图是CMS收集器运行示意图：

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7、G1收集器，在JDK 1.7版本正式启用，是当时最前沿的垃圾收集器。G1可以说是CMS的终极改进版，解决了CMS内存碎片、更多的内存空间登问题。虽然流程与CMS比较相似，但底层的原理已是完全不同。高效益优先。G1会预测垃圾回收的停顿时间，原理是计算老年代对象的效益率，优先回收最大效益的对象。堆内存结构的不同。以前的收集器分代是划分新生代、老年代、持久代等。G1则是把内存分为多个大小相同的区域Region，每个Region拥有各自的分代属性，但这些分代不需要连续。

另外：伴随着JDK11的到来，也带来了一款新的垃圾收集器-ZGC，能处理TB级别的堆空间，这是要上天呀，TB级别。不过目前只支持在Linux平台上。ZGC给Hotspot Garbage Collectors增加了两种新技术：着色指针和读屏障，这里不做过多解析。

下面图片给出的是设置垃圾收集常用的参数：