GC

GC实际是内存的申请与回收的管理控制模块。

GC的背景和一般原理

内存仓库中，仓库与仓库之间循环调用，导致使用数永远不为0，从而内存得不到释放，累计下去会导致内存溢出，所以需要GC来控制和管理内存空间的申请与释放。

标记清除算法（Mark and Sweep）

Marking：遍历所有可达对象，并在本地内存（native）中分门别类几下。

Sweeping：这一步保证了，不可达对象所占用的内存，在之后进行内存分配时可以重用。

标记与清除之间，内存空间状态变更问题，引入STW，stop world。GC暂停。

堆分代（Heap）

年轻代、老年代、新生代、S0（from）、S1(to)

大部分新生对象很快无用；

存活较长时间的对象，可能存活更长时间。

不同种类堆空间中使用的GC策略不同。

不同的GC策略

标记清除算法Mark-Sweep（典型：老年代）

复制算法Mark-Copy（典型：年轻代）

（新生代）Eden区+S0,标记后复制到S1区，然后全部删除Eden区和S0

标记清除整理算法（标记-清除-整理Mark-Sweep-Compact)

GC分类

串行GC（Serial GC）：

-XX:+UseSerialGC 配置串行GC

-XX:+UseParNewGC 改进版本的串行GC，可以配合CMS使用

年轻代使用标记复制算法，对老年代使用标记清除整理算法，触发STW事件之后，则全线停止

并行GC(Parallel GC)：

-XX:+UseParallelGC

-XX:+UseParallelOldGC

-XX:+UseParallelGC -XX:+UseParallelOldGC

------上述三种写法，同样的效果

--XX:ParallelGCThreads=N 来指定GC的线程数，默认值为CPU的核心数。

年轻代和老年代的垃圾回收都会触发STW事件。

年轻代使用标记复制算法，老年代使用标记清除整理算法

CMS GC（Mostly Concurrent Mark and Sweep Garbage Collector)，jdk8默认GC策略

+XX:+UseConcMarkSweepGC

年轻代，并行STW方式的标记复制算法；老年代使用并发标记清除算法。

CMSGC设计目标是避免在老年代垃圾收集的时候出现长时间的卡顿。

1、不对老年代进行整理，而是使用空闲列表（free-lists)来管理内存空间的回收。

2、在标记清除阶段，大部分工作和应用线程一起并发执行。

CMSGC处理的六个阶段

1、Initial Mark（初始标记）伴随着STW，初始化标记GCROOTS（所有根对象），以及被年轻代中所有存活对象所饮用的对象，老年代中所有可直达节点。

2、Concurrent Mark（并发标记）遍历老年代，标记所有存活对象。

3、Concurrent Preclean（并发预清理）并发处理过程中，被标记的对象发生了变动，则变动区域被称作脏卡区域（Card Marking）

4、Final Remark（最终标记）GC事件中的第二次（也是最后一次）STW停顿。处理脏卡区域，做最精准标记

5、Concurrent Sweep（并发清除）清除未被标记的对象空间

6、Concurrent Reset（并发重置）去除标记、回收空间。

G1 GC(Garbage-First)jdk9之后默认G1GC

+XX:+UseG1GC -XX:MaxGCPauseMillis=50

GC最大暂停时间毫秒单位

设计目标：将STW的停顿时间和分布，变成可预期且可配置的。

堆不再分成年轻代和老年代，而是划分为多个（通常为2048个）可以存放对象的小块堆区域（smaller heap regions)。每个小块可能一会被定义为Eden区，一会被指定为Survivor区或者Old区。在逻辑上，所有的Eden区和Survivor区合起来就是年轻代，所有的Old区加起来就是老年代。垃圾处理时，每次处理所有年轻代和部分老年代的区域。

年轻代和老年代不再是物理内存空间的概念，而是分区合集的逻辑概念。

ZGC/Shenandoah GC（RedHead中jdk8以及之后支持ShenandoahGC）

来自于PanselessGC（Azul公司）

ZGC

-XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseZGC -Xmx16g

主要特点：

1、GC最大停顿时间不超过10ms

2、堆内存支持范围广，小至几百MB的堆空间，大至4TB的超大对空间（JDK13升至16TB）

3、与G1相比，应用吞吐量下降不超过15%

4、当前只支持Linux/x64位平台，JDK15之后支持Mac与Windows系统