JVM之垃圾回收器

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前言

上篇介绍了JVM垃圾回收算法，经过上篇的铺垫之后本篇重点介绍JVM的GC回收器，主要内容都参考于《深入理解Java虚拟机》。
本篇重点介绍CMS和G1GC，其他回收器会直接一笔带过。

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一、常见垃圾回收器

以下是JDK8-JDK9常见的垃圾回收器组合：

从以上图可以得出结论：

1. JDK8支持的垃圾回收组合有：Serial+Serial Old，Parallel Scavenge+Parallel Old，CMS+ParNew，Parallel Scavenge+Serial Old，G1 五种组合选择；
2. JDK9在JDK8基础上新增了 Serial + CMS，ParNew+Serial Old 两种组合。

其中JDK8默认的GC组合是 Parallel Scavenge+Parallel Old，JDK9默认GC是G1GC.

二、CMS收集器

1.简介

CMS（concurrent mark sweep）收集器是一种以获取最短回收停顿时间为目标的的收集器。
从它的名字（mark sweep）就可以看出来它的是基于标记-清除算法实现的。

2.收集过程

过程相对复杂一些，主要有4部分：

1. 初始标记 ，只是标记一下GC Roots能直接关联到的对像，耗时短，会STW；
2. 并发标记，从GC Roots的直接关联对象开始遍历整个对象图的过程，耗时长。同用户线程一起执行，不需要停顿。
3. 重新标记，增量标记，解决并发标记期间用户线程运行时导致标记变动的对象，耗时较短，会STW（解决的是并发标记时用户线程新增的可回收垃圾）；
4. 并发清除，清除删掉标记阶段判断已死亡的对象。由于同用户线程一起执行，不需要停顿。

3.优缺点

优点：
并发收集，低停顿。

缺点：

1. 由于是并发收集则对处理器资源非常敏感，会占用一部分CPU；
2. 基于标记-清除算法实现，存在内存碎片化问题（标记-清除算法问题）；
3. 无法处理浮动垃圾，并发标记和并发清理阶段用户线程都在运行，期间产生的垃圾只能留给下一次收集，这个就是浮动垃圾。

三、G1收集器

1.简介

G1收集器是垃圾收集器技术发展历史上的里程碑式的成果，它开创了收集器面向于局部收集的设计思路和基于region布局的内存形式（物理分区，逻辑分代）。
值得一提的是JDK8支持G1GC，JDK9默认的垃圾回收器，且CMS沦为了不推荐的垃圾回收器，当做是CMS替代的优化版本。
它衡量标准不再是它属于哪个分代，而是哪块内存中存放的垃圾数量最多，回收收益最大，即Mixed GC模式。

2.收集过程

主要有4个过程：

1. 初始标记，标记GC Roots能直接关联到的对象（短暂的STW）；
2. 并发标记，从GC Roots开始对堆中对象进行可达性分析，递归扫描整个堆找出要回收对象，与用户线程并行执行（不需要停顿，耗时较长）；
3. 最终标记，增量标记，解决并发标记期间用户线程运行时导致标记变动的对象（较短的STW）；
4. 筛选标记，负责更新Region的统计数据，对各个Region的回收价值和成本进行排序，根据用户所期望的停顿时间来制定回收计划，可以选择任意多个Region构成回收集，然后把决定回收那一部分Region的存活对象复制到空的region中，再清理掉整个旧region的的全部空间（较长的STW，核心设计，实现了可以设置预计的延迟时间。默认是200ms）。

3.优缺点

优点：
1. 单独使用，不需要组合，参数少，调优成本低；
2. 可以设置预计的停顿时间；
3. 不会有内存碎片化问题（基于标记整理算法来实现的收集器）。

缺点：
1. 需要更多内存支持（分region）；
2. 对CPU有要求需要多核（很多并发操作）。

总结

在大内存(>=6G)系统下如果在选择是用CMS和G1推荐使用G1；反之系统小内存（<6G）时由于G1GC分区占空间较多，理论上会比CMS差。