cms垃圾回收器的优点和垃圾收集的详细过程

什么是cms

CMS（Concurrent Mark Sweep）是Java虚拟机中的一种垃圾回收器，它主要针对长时间运行的大型应用程序进行优化，其主要优点包括：

• 并发收集：CMS垃圾回收器可以在应用程序运行时并发收集垃圾，减少了应用程序暂停时间，提高了应用程序的响应性能。

• 低延迟：由于CMS垃圾回收器采用了增量标记和清除算法，在垃圾回收过程中可以尽可能地减少应用程序的暂停时间，提高了应用程序的响应速度。

• 较短的停顿时间：CMS垃圾回收器采用了标记-清除算法，可以将整个垃圾回收过程分为多个阶段，每个阶段的暂停时间都较短，从而减少了应用程序的停顿时间。

• 适合大内存：由于CMS垃圾回收器不需要一次性扫描整个堆空间，所以它可以处理非常大的内存空间，适合于大型应用程序使用。

CMS垃圾回收器的详细过程如下：

• 初始标记阶段：在这个阶段中，CMS垃圾回收器会暂停应用程序，对存活对象进行标记，并记录下所有被标记的对象。

• 并发标记阶段：在这个阶段中，CMS垃圾回收器会并发地扫描堆空间，标记所有与初始标记阶段标记的对象有关联的存活对象。

• 重新标记阶段：在这个阶段中，CMS垃圾回收器会暂停应用程序，重新扫描堆空间，标记在并发标记阶段有被修改的存活对象，并记录下所有被标记的对象。

• 并发清除阶段：在这个阶段中，CMS垃圾回收器会并发地清除未被标记的对象，并释放空间。

需要注意的是，在并发清除阶段和应用程序运行时，可能会产生新的垃圾对象，这些垃圾对象需要等待下一次垃圾回收才能被清除。因此，CMS垃圾回收器需要进行多次垃圾回收才能完全清除所有垃圾对象。

为什么说cms是以牺牲吞吐量来获取最大停顿时间的垃圾收集器？

与其他传统的垃圾回收器比如标记-清除（Mark-Sweep）算法相比，CMS采用了并发的方式进行垃圾回收，即在应用程序执行的同时进行垃圾回收操作。这意味着在执行垃圾回收时，程序可以继续运行，减少了停顿时间，提高了系统的实时性和响应性。

然而，为了达到较短的回收停顿时间，CMS必须牺牲一定的吞吐量。具体来说，CMS在进行垃圾回收过程中，需要占用一部分CPU资源，可能会导致应用程序的执行速度略有降低。这是因为CMS在进行并发回收时，需要与应用程序竞争CPU资源。

另外，CMS使用的是标记-清除算法，该算法在回收结束后会产生大量的内存碎片，这些内存碎片可能会增加后续的内存分配操作的开销。为了解决这个问题，CMS还引入了后台的“碎片整理”（compaction）操作，用于合并和整理内存碎片。这个操作也会增加一定的开销，进一步影响吞吐量。

综上所述，CMS以较低的回收停顿时间为目标，通过并发回收和后台整理操作来实现。但为了达到这个目标，它需要牺牲一定的吞吐量。在某些情况下，特别是对于对实时性要求较高的应用程序，CMS是一种比较合适的垃圾回收器选择。但对于强调整体吞吐量的应用程序，可能需要考虑其他垃圾回收算法或调整CMS的配置参数。