JVM-新老年代垃圾回收器

垃圾回收器图表

Serial新生代 & Serial OId 老年代 的垃圾收集器组合

• Serial是针对新生代的垃圾收集器，采用复制算法
• Serial OId是老年代的垃圾收集器，采用标记-整理算法
• Serial这套垃圾收集器组合特点是单线程垃圾回收器
  

STW： Java中Stop-The-World机制简称STW，是在执行垃圾收集算法时，Java应用程序的其他所有线程都被挂起（除了垃圾收集帮助器之外）。Java中一种全局暂停现象，全局停顿，所有Java代码停止，native代码可以执行，但不能与JVM交互；这些现象多半是由于gc引起。

工作流程：

• Serial新生代：用户的执行过程是多线程的，执行到某一个时机段时（GC线程），走到GC线程时它要执行STW停止所有的用户线程执行标记复制算法（因为如果不停止所有的用户的线程时永远都处理不完）
• Serial OId 老年代：当老年代的内存不够的时候它也会执行STW停止所有用户线程执行标记整理算法。

Serial新生代 & Serial OId 老年代 的垃圾收集器组合他们是1.3之前的王牌选择
特点：这个组合是非常简单高效的算法，也是一个单线程串行的。
缺点：收集过程需要STOP THE WORD, 无法使用到多核的CPU资源,采用单线程收集

Par New

• Par New 垃圾收集器是新生代的多线程并发的垃圾收集器
• Par New 可理解为Serial收集器的多线程版本，在其他方面几乎跟Serallt特性是一致的，并没有什么创新
• Par New是CMS首选。
  

工作流程：

• 当我们的用户在执行多线程的时候，达到了一定的时刻（GC线程），就会启动多个Par New线程一起执行标记复制算法处理Yound区STW操作。
• Par New是目前JVM运行在Server模式下的配合CMS首选的新生代垃圾收集器。
• 因为在JDK1.5版本出现了一个针对OId区跨时代意义的收集器CMS（Concurent Mark Sewwp）
• 除了单线程的Serial收集器外，目前只有Par New新生代收集器能与CMS收集器兼容配合工作，所以没有办法，你要选择CMS作为老年代收集器的话，只能选择Serial或者Par New收集器与之匹配，所以Par New在多CPU的Server场景首选。

Parallel Scavenge & Parallel OId 垃圾回收器组合

• Parallel Scavenge收集器是一个新生代收集器，它也是使用复制算法的收集器，同时也是并行的多线程收集器，工作机制与我们的ParNew是一致的，但是Parallel Scavenge更关注系统的吞吐量

• 系统的吞吐量 = 用户工作时间 / 用户工作时间 + GC时间

• Parallel OId 是Parallel Scavenge的老年代垃圾收集器，采用的标记整理算法，在JDK1.6才开始正式启用的OId区并行垃圾收集器，所以Parallel Scavenge在Parallel OId出来之前很尴尬，因为Parallel Scavenge+Serial OId的组合很鸡肋，新生代用并行类的收集器，但是OId区又跟不上脚步。
  

• Parallel Scavenge & Parallel OId 垃圾回收器组合 和 Serial新生代 & Serial OId 老年代 的垃圾收集器组合就在于多核CPU处理问题，他们采用是多线程执行。这就是随着硬件发展来的全新的组合。

CMS垃圾回收器【重点】concurrent mark sweep

• CMS垃圾收集器是OId区的垃圾收集器
• 是第一个实现并发收集器线程
• 设计的目标以最短停顿时间为设计原则。CMS采用标记-清除算法

CMS的四个收集步骤

1. 初始标记-（需要STW 极短的时间停止）

• 仅仅标记GC ROOTS直接指向对象的第一个字节点
• STW的时间会很短，因为仅仅标记GC ROOTS直接关联对象，不用进行跟踪，速度非常快。

1. 并发标记-（GC标记线程与用户线程一起工作）

• 扫描所有的OId区，如果扫描的对象能够找到GC ROOT就不需要清理，如果找不到GC ROOT就需要被清理，基于GCROOTS TRACING和标记的过程，但是并发标记过程中，有可能用户会产生新的垃圾或者用户程序运行产品的变动的情况。

1. 重新标记-（需要STW） 修正的工作

• 重新标记-修正并发标记期间，产生的新的垃圾或者变动的情况，STW的时间也会很短，因为前面的并发标记阶段已经标记了基于GC ROOTS所有对象，修正只需要修正少量的对象

1. 并发清理-（GC清理线程与用户线程一起工作）

• 与用户一起工作进行，清理工作，采用标记-清除算法，这种算法只需要清理垃圾的对象就行了，不需要做内存的整理。

优点：充分利用CPU资源并发收集，低停顿
缺点：

1. 标记-清除算法将产生空间碎片问题， ---->promotion
   failure concurrent mode failed -----> 强制退化成Serial OId标记整理
2. 并发标记和并发清理阶段由于并不是全力进行GC工作一定会带来GC时间过长，影响吞吐量。
3. 清理不彻底，会产生浮动垃圾，且浮动垃圾只能在下一次垃圾回收才能处理。

越努力老婆就越年轻，加油。
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