漫谈jvm垃圾收集(2)
上一篇博文中我们说了，哪些对象该被回收已经在程序运行到什么地方进行回收。接下来我们就来讨论怎么回收这些不在使用的对象。
(1)常用的几个垃圾收集算法
- 标记-清除
从GC Roots开始标记所有被引用的对象，之后遍历整个回收区删除标记的对象
缺点：标记和删除的效率都挺低；并且会产生大量内存碎片
- 复制算法
把内存分为两块，只使用其中一块，回收时先把存活的对象复制到另一块内存，之后清空前一块已经使用的内存。
优点：简单、高效
缺点：需要浪费一定的内存
- 标记-整理
先标记存活对象，之后将所有存活对象都移动到一边，最后清除掉边界之外的内存。
这种回收算法适合回收前内存中存在大量对象的情况，对应就是分代收集策略中的老年代。
目前大多数商业使用的jvm，都是根据对象存活周期的不同，将堆区分为新生代和老年代，同时老年代为新生代提供内存分配担保，大量“朝生夕死”的对象一般都放到新生代，由于新生代的大部分对象都会在一次Minor GC中死亡，存活的对象很少，所以新生代的GC收集器都采用了复制算法。新生代分为Eden 、 S0 、 S1区，其中S0、S1称为Surivivor区。 S0和S1就是用来实现复制的，在任何一次Minor GC后，S0和S1总是只有一个区域有数据，另一个区域为空，以便于下一次复制使用，大对象或者新生代无法容下的对象晋升到老年代。
(2)垃圾收集器
HotSpot虚拟机的垃圾收集器如下图所示：
- Serial 是新生代的串行收集器
它使用的是复制算法，在执行垃圾收集时全程stop the world，只使用一个线程去完成垃圾收集工作。
- Serial Old是Serial在老年代的版本
它使用的是标记-整理算法，同样在执行垃圾收集时全程stop the world，只使用一个线程去完成垃圾收集工作。
同时这个收集器在老年代还有一个重要用途，就是作为CMS收集器在发生Concurrent Mode Failure时的后备收集器。
- ParNew收集器
这是新生代收集器，他也是使用复制算法，在执行垃圾收集时全程stop the world，只不过他使用多个线程去完成垃圾收集工作，其他属性几乎都与Serial收集器一样，只不过是Serial的多线程版本。
- Parallel Scavenge收集器(吞吐量优先收集器)
这是新生代收集器，使用复制算法，同时又是多线程收集器，看起来很像ParNew，但是Parallel Scavenge的关注点不同，其他收集器都是尽可能的把stop the world的时间压缩的尽量短，而Parallel Scavenge的目标是能达到一个可以控制的吞吐量，吞吐量=用户运行代码的时间/（用户运行代码的时机+GC线程运行时间）。对于计算密集型的应用可能会考虑计算的吞吐量，这时候可以使用Parallel
Scavenge收集器来保证吞吐量。
- Parallel Old收集器
这是老年代收集器，使用标记-整理算法，多线程执行垃圾收集。它是Parallel Scavenge的老年代版本。
- CMS收集器（Concurrent Mark Sweep）并发收集、低停顿
这是老年代收集器，使用标记-清除算法，多线程收集器。它执行垃圾收集的整个过程图示如下：
它主要分为四个阶段：
初始标记：stop the world，gc线程仅仅只是标记一下GC Roots直接关联的对象，速度很快
并发标记：GC线程与用户线程并发执行，这期间对象的引用关系可能再次发生变化，所以需要再次下阶段的重新标记
重新标记：stop the world，修正并发标记期间导致的引用关系变化
并发清除：GC线程与用户线程并发执行，GC线程会抢占一部分CPU资源，导致用户程序变慢。
CMS执行一次垃圾回收，会出现2次 stop the world。
由于在并发清理阶段用户线程还在运行，所以CMS收集器不能等老年代都填满了再进行收集，它需要预留出一定的空间给用户线程运行，可以通过-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction参数来指定，当老年代使用了百分之多少的时候执行并发清理。
但是如果老年代预留的空间太小，不能满足用户线程分配空间的需求，那么这时候就会发生Concurrent Mode Failure 失败。这是虚拟机会启用Serial Old 收集器stop the world，暂停用户线程执行Full GC，这样性能会大大降低。
由于CMS使用了标记-清理算法，这会产生内存碎片，CMS提供了两个相关参数用于优化内存碎片现象，
-XX:UseCMSCompacAtFullCollection在Full GC时执行内存碎片整理，
-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction执行多少次不压缩的Full GC之后，执行一次带压缩的Full GC
总结一下：
(1)Serial, ParNew, Parallel Scanvange, Parallel Old, Serial Old全程都会Stop the
world，JVM这时候只运行GC线程，不运行用户线程。
(2)CMS GC线程可以和用户线程并执行，所以Web应用是使用CMS收集器的一个重要场景
(3) Parallel
Scanvange, Parallel Old是注重吞吐量优先的收集器，如果是计算密集型的服务可以考虑选择它们。