【JVM-垃圾收集】1.分代收集 & 垃圾收集器

0. 分代收集

当前大多数商业虚拟机的垃圾收集器都遵循“分代收集”。就是针对不同的内存区域使用不同的数计算法。但是已经有能够全区域收集不分代的收集器了。因为不同的区域有不同的特点，为是各个区域达到最好的效果，所以进行分代。
未来会不会不分代的虚拟机主导呢，真是的，@_@学习的速度赶不上技术发展的速度。。。听说隔壁 Rust 已经不用垃圾收集了！！

• 部分收集（Partial GC）：不是针对完整的 java 堆的垃圾收集
  • 新生代收集（Minor GC / Young GC）：只针对新生代的垃圾收集
  • 老年代收集（Major GC / Old GC）：只针对老年代的垃圾收集
  • 混合收集（Mixed GC）：针对整个新生代 + 部分老年代的垃圾收集
• 整堆收集（Full GC）：针对整个 java 堆区的垃圾收集，包括新生代、老年代、方法区

0.1 新生代收集（Minor GC / Young GC）

只针对新生代的垃圾收集
触发条件：
Eden 满了或不够分配对象了，survivor 满了不会触发，会等到Eden 满了一起收集。

细节
MinorGC 有个细节，就是 MinorGC 之前，会做一次检查，检验 老年代的最大连续空间 是否大于 新生代所有对象的总和。如果大于，则说明 MinorGC 是安全的，进行 MinorGC；否则就直接进行 FullGC。另外空间担保策略（-XX:HandlePromotionFailure）在 jdk7 之后已经失效了。

回收过程简图

正常情况下，是 GC 年龄达到阈值后会移动到老年代，但是有两种特殊情况：

1. 大对象，Eden 区放不下的情况下，会进行一次 youngGC，如果 GC 之后还放不下就直接进入老年代；或者 Eden 区的幸存者，survivor 区存不下，也会直接晋升到老年代
2. 当同一年龄的对象总和大于 survivor 的一般时，大于等于该年龄的对象就会直接进入老年代，而不用等到阈值年龄

特点：

1. 频率较高
   程序运行过程中会持续创建对象，且大多数对象都是使用一次就结束了，所以新生代收集比较频繁
2. 速度快
   占用内存较小，另外复制算法效率也较高
3. stop the world
   垃圾收集期间，会暂停用户线程，等垃圾回收结束在回复用户线程，但是因为回收速度较快，所以影响较小

0.2 老年代收集（Major GC / Old GC）

只针对老年代的垃圾收集，目前只有 CMS 有单独收集老年代的行为

1. stop the world
2. 速度缓慢，是 minorGC 的 10 倍以上
3. MajorGC 后空间还不足，则 OOM

很多时候会和 FullGC 混淆，需要具体问题具体分析

0.3 混合收集（Mixed GC）

针对整个新生代 + 部分老年代的垃圾收集，目前只有 G1 收集器有混合收集

0.4 整堆收集（Full GC）

针对整个 java 堆区的垃圾收集，包括新生代、老年代、方法区
触发条件：

1. System.gc()
2. 老年代空间不足
3. 方法去不足
4. minorGC 判定为幸存的、要移动到老年代的对象大于老年代可用空间
5. eden 区的幸存者，survivor 存放不下，需要移动到老年代，但是可用空间不足

fullGC 是尽量要避免的，下图是对象分配和 GC 的简图

1. 垃圾收集器

常用垃圾收集器

1. Serial + Serial Old
   较早的垃圾收集器组合，垃圾收集是单线程完成，用于早期应用程序小、内存占用小的时期。
   GC 期间会停止用户线程，俗称 stop the world（stw）

适用场景：适用于服务器性能差的情况，例如服务器只有 2 核

2. Parallel Scanvege + Parallel Old
   随着应用程序体量的增加，内存占用原来越大，单线程收集垃圾缓慢，伴随着更长的 stw，所以出现了多线程收集器，Parallel + Parallel Old 就是多线程 GC 的收集器组合，同时也是 jdk8 默认的收集器。
   GC 期间也会 stw。

适用场景：注重吞吐量的场景

3. CMS + ParNew（Parallel Scanvege 的增强版）
   多线程 GC 虽然降低了收集时间，但仍然存在 stw，于是诞生了 Concurrent 的收集器，用户线程和 GC 线程可以并发执行。CMS 就是这类收集器的最早实践者。

并发收集包括以下几个阶段

1. 初始标记
   stw
2. 并发标记
   三色标记算法待补充
3. 重新标记
   stw
4. 并发清理

适用场景：与 G1 类似，注重低延迟的情况

4. G1、ZGC、Shenandoah
   都是并发收集