參考博客：https://www.cnblogs.com/parryyang/p/5748711.html

參考博客: https://blog.csdn.net/dongyuxu342719/article/details/78835431

概述

1睦尽、內(nèi)存回收的區(qū)域主要在堆和方法區(qū)廉羔，虛擬機棧和本地方法棧的內(nèi)存分配與回收具有確定性谢揪。

在Java內(nèi)存運行時區(qū)域的各個部分中，程序計數(shù)器、虛擬機棧卫病、本地方法棧3個部分是線程私有的都毒，隨線程而生臂外，隨線程而滅粤蝎；棧中的棧幀隨著方法進(jìn)入和退出而執(zhí)行著入棧和出棧的操作真仲。每一個棧幀中分配多少內(nèi)存基本上在類結(jié)構(gòu)確定下來時就已知，因此這幾個區(qū)域的內(nèi)存分配和回收都具備確定性初澎，在這幾個區(qū)域內(nèi)就不需要過多的考慮回收的問題秸应，因為方法結(jié)束或線程結(jié)束時，內(nèi)存自然就隨著回收了碑宴。

而在Java堆和方法區(qū)則不一樣软啼，一個接口中的多個實現(xiàn)類需要的內(nèi)存可能不一樣，一個方法中的多個分支需要的內(nèi)存可能不一樣延柠，我們只有在程序運行期間才能知道會創(chuàng)建哪些對象祸挪，這部分內(nèi)存的分配和回收都是動態(tài)的，垃圾收集器所關(guān)注的是這部分內(nèi)存贞间。

2贿条、如何判斷哪些對象需要回收？

接下來介紹的引用計數(shù)法和可達(dá)性分析法榜跌，引用計數(shù)法具有局限性闪唆，不能回收循環(huán)引用的對象。

3钓葫、如何回收對象悄蕾？

本章介紹的垃圾收集算法回答了這個問題。現(xiàn)在商用的垃圾回收機制一般使用分代收集算法础浮，年輕代使用復(fù)制算法帆调，老年代使用標(biāo)記整理法。

一豆同、對象已死嗎

1番刊、引用計數(shù)法

引用計數(shù)法是指給對象添加一個引用計數(shù)器，每當(dāng)有一個地方引用它時影锈，計數(shù)器值就加1芹务；當(dāng)引用失效時，計數(shù)器值就減1鸭廷；任何時候計數(shù)器值為0就表示不會再被任何對象使用枣抱。

客觀的說，引用計數(shù)法（Reference Counting）的實現(xiàn)簡單辆床，判斷效率也很高佳晶，在大部分情況下都是一個不錯的算法。但在主流的Java虛擬機里面沒有使用引用計數(shù)法來管理內(nèi)存讼载，主要原因是它很難解決對象之間相互循環(huán)引用的問題轿秧。

引用計數(shù)無法解決下面兩個對象相互引用但不可達(dá)的問題中跌，但運行代碼后發(fā)現(xiàn)對象實際上能夠被GC。

public class ReferenceCountingGC {  
2.    public Object instance=null;  
3.    private static final int _1MB=1024*1024;  
4.    private byte [] bigSize=new byte[2*_1MB];  
5.      
6.    public static void testGC(){  
7.        ReferenceCountingGC objA=new ReferenceCountingGC();  
8.        ReferenceCountingGC objB=new ReferenceCountingGC();  
9.        objA.instance=objB;  
10.        objB.instance=objA;  
11.        objA=null;  
12.        objB=null;  
13.        System.gc();  
14.    }  
15.    public static void main(String []args){  
16.        testGC();  
17.    }  
18.}  

2菇篡、可達(dá)性分析算法

在主流的商用程序語言（Java漩符、C#）的主流實現(xiàn)中，都是通過可達(dá)性分析（ReachabilityAnalysis）來判斷對象是否存活的驱还。這個算法的基本思路是通過一系列稱為GC Roots的對象作為起始點陨仅，從這些節(jié)點開始向下搜索，搜索所走過的路徑稱為引用鏈（Reference Chain）铝侵，當(dāng)一個對象到GC Roots沒有任何引用鏈（就是從GC Roots到這個對象不可達(dá)）時，則證明此對象是不可用的触徐。

在Java語言中咪鲜，可作為GC Roots的對象包括下面幾種：

• 虛擬機棧（棧幀中的本地變量表）中引用的對象。

• 方法區(qū)中類靜態(tài)屬性引用的對象撞鹉。

• 方法區(qū)中常量引用的對象疟丙。

• 本地方法棧中JNI（即Native方法）引用的對象。

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二鸟雏、垃圾收集算法

1享郊、標(biāo)記-清除法

分為“標(biāo)記”和“清除”兩個階段：首先標(biāo)記出需要回收的所有對象，在標(biāo)記完成后統(tǒng)一回收標(biāo)記的對象孝鹊，標(biāo)記過程就是之前講的通過引用計數(shù)法和可達(dá)性分析法進(jìn)行判定炊琉。

它的主要不足有兩個：

• 效率問題：標(biāo)記和清除的效率都不高，

• 空間問題：標(biāo)記清除之后會產(chǎn)生大量不連續(xù)的內(nèi)存碎片又活，空間碎片太多可能會導(dǎo)致在需要分配較大對象時苔咪，無法找到連續(xù)的內(nèi)存空間而不得不提前觸發(fā)另一次垃圾收集動作。

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2柳骄、復(fù)制算法

將內(nèi)存劃分為大小相等的兩塊团赏，每次只使用其中的一塊。當(dāng)這塊內(nèi)存用完了耐薯，就將還存活的對象復(fù)制到另一塊內(nèi)存上舔清，然后把已使用過的內(nèi)存空間一次清理掉。

優(yōu)點：每次只對其中一塊進(jìn)行GC,不用考慮內(nèi)存碎片的問題曲初，并且實現(xiàn)簡單体谒，運行高效

缺點：內(nèi)存縮小了一半

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注：現(xiàn)在商用虛擬機都采用這種算法來回收新生代，因為新生代中98%的對象都是朝生夕死的复斥，所以并不需要1：1的比例來劃分內(nèi)存空間营密，而是將內(nèi)存分為一塊較大的Eden空間和兩塊較小的Survivor空間，每次使用Eden和一塊Survivor空間目锭。當(dāng)回收時评汰，將Eden和Survivor中開存活的對象一次性復(fù)制到另一塊Survivor空間上纷捞，最后清理掉Eden和剛才使用過的Survivor空間。

HotSpot虛擬機默認(rèn)Eden和Survivor的大小是8:1被去，也就是每次新生代可用空間是整個新生代容量的90%（80%+10%）主儡，只有10%的內(nèi)存會被“浪費”。當(dāng)然惨缆，98%可回收只是一般的情況的數(shù)據(jù)糜值，我們沒有辦法保證每次回收都只有不多于10%的對象存活，當(dāng)Survivor空間不夠用時坯墨，需要依賴其他內(nèi)存（這里指老年代）進(jìn)行分配擔(dān)保（Handle Promotion）寂汇。

內(nèi)存的分配擔(dān)保類似于銀行貸款，如果我們的信譽好捣染。在98%的情況下都能按時償還骄瓣，于是銀行可能默認(rèn)我們下次也能按時償還貸款，只需要有一個擔(dān)保人能保證如果我不能還款時耍攘，可以從他的賬戶扣錢榕栏，那銀行就認(rèn)為沒有風(fēng)險了。內(nèi)存的分配擔(dān)保也一樣蕾各，如果另外一塊Survivor空間沒有足夠空間存放上一次新生代收集下來的存活對象時扒磁，這些對象將直接通過分配擔(dān)保機制進(jìn)入老年代。

3式曲、標(biāo)記-整理法

復(fù)制收集算法在對象存活率較高時就要進(jìn)行較多的復(fù)制操作妨托，效率將會變低。更關(guān)鍵的是检访，如果不想浪費另外50%的空間始鱼，就需要額外的空間進(jìn)行分配擔(dān)保，以應(yīng)對被使用的內(nèi)存中所有對象都100%存活的極端情況脆贵，所以老年代一般不能直接選用這種算法医清。

根據(jù)老年代的特點，有人提出了另外一種“標(biāo)記-整理”（Mark-Compact）算法卖氨，標(biāo)記過程任然與“標(biāo)記-清除”算法的標(biāo)記過程相同会烙，但后續(xù)步驟不是對可回收對象進(jìn)行直接清理，而是讓所有活的對象都移動到另一端筒捺，然后直接清理掉端邊界以外的內(nèi)存柏腻，

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4、分代收集算法

當(dāng)前商業(yè)虛擬機的垃圾收集都采用“分代收集”（GenerationalCollection）算法系吭，這種算法只是根據(jù)對象存活周期的不同將內(nèi)存劃分為幾塊五嫂。一般是把Java堆劃分為新生代和老年代，這樣就可以根據(jù)各個年代的特點采用最適合的收集算法。在新生代中每次都有大量的對象死去沃缘，只有少量存活躯枢，那就采用復(fù)制算法，只需要付出少量存活對象的復(fù)制成本就可以完成收集槐臀。而老年代中因為對象存活率高锄蹂、沒有額外空間對它們進(jìn)行分配擔(dān)保，就必須使用“標(biāo)記-清理”或“標(biāo)記-整理”算法來進(jìn)行回收水慨。

5得糜、HotPot 分代收集算法

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對象將根據(jù)存活的時間被分為：年輕代、年老代晰洒、永久代朝抖。

年輕代:

所有新生成的對象首先都是放在年輕代的。年輕代的目標(biāo)就是盡可能快速的收集掉那些生命周期短的對象谍珊。年輕代分三個區(qū)槽棍。一個Eden區(qū)，兩個Survivor區(qū)(一般而言)抬驴。大部分對象在Eden區(qū)中生成。當(dāng)Eden區(qū)滿時缆巧，還存活的對象將被復(fù)制到Survivor區(qū)（兩個中的一個）布持，當(dāng)這個Survivor區(qū)滿時，此區(qū)的存活對象將被復(fù)制到另外一個Survivor區(qū)陕悬。同時题暖，根據(jù)程序需要，Survivor區(qū)是可以配置為多個的（多于兩個）捉超，這樣可以增加對象在年輕代中的存在時間胧卤，減少被放到年老代的可能。

年老代:

在年輕代中經(jīng)歷了N次垃圾回收后仍然存活的對象拼岳，就會被放到年老代中枝誊。因此，可以認(rèn)為年老代中存放的都是一些生命周期較長的對象惜纸。

持久代:

用于存放靜態(tài)文件叶撒，如Java類、方法等耐版。

Scavenge GC

一般情況下祠够，Eden空間滿時，就會觸發(fā)Scavenge GC粪牲，清除Eden區(qū)非存活對象古瓤，并且把尚且存活的對象移動到Survivor區(qū)。然后整理Survivor的兩個區(qū)。Eden區(qū)的GC會頻繁進(jìn)行落君，速度也很快穿香。

Full GC

對整個堆進(jìn)行整理，包括Young叽奥、Tenured和Perm扔水。Full GC因為需要對整個對進(jìn)行回收，所以比Scavenge GC要慢朝氓，因此應(yīng)該盡可能減少Full GC的次數(shù)歇攻。在對JVM調(diào)優(yōu)的過程中，很大一部分工作就是對于FullGC的調(diào)節(jié)另锋。

三俊柔、安全點：Stop the world

1、Stop the world

GC 操作的某些階段枫夺，如可達(dá)性分析遍歷 GC ROOT 節(jié)點找引用鏈将宪，需要確保在一致性的快照中進(jìn)行（一致性的意思指分析期間整個執(zhí)行系統(tǒng)好像凍結(jié)在某個時間節(jié)點上，不可以出現(xiàn)分析過程中對象引用關(guān)系還在不斷變化的情況橡庞，該點不滿足分析的準(zhǔn)確性就無法保證）较坛。這是導(dǎo)致GC進(jìn)行時必須停頓所有的執(zhí)行線程的其中一個重要原因。（Sun 將這件事情稱之為 “Stop the world”扒最。）即使是在號稱幾乎不會發(fā)生停頓的CMS收集器中丑勤，枚舉根節(jié)點時也是必須停頓的。

2吧趣、OopMap

OopMap：在所有執(zhí)行線程停頓下來后法竞，虛擬機并不需要逐個檢查每個棧的局部變量表來查找引用的位置，而應(yīng)當(dāng)有辦法直接得知哪些地方存著對象的應(yīng)用强挫。在執(zhí)行到某條指令時岔霸，棧中什么位置存放了什么變量是確定的，在編譯期間虛擬機就可以計算出這些信息俯渤。在 HotSpot 的實現(xiàn)中呆细，用一組稱為 OopMap 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)記錄了某一些執(zhí)行節(jié)點哪些位置是引用，這樣八匠，在GC掃描時就可以直接獲取這些信息了侦鹏。

3、SafePoint

在 OopMap 的協(xié)助下臀叙，HotSpot 可以快速且準(zhǔn)確地完成 GC Roots 枚舉略水。但是隨著程序的運行，引用關(guān)系會隨之變化劝萤，虛擬機不可能為每一個執(zhí)行節(jié)點都生成 OopMap 來記錄引用關(guān)系渊涝，那將需要大量額外的空間，GC的成本將會變得很高。實際上跨释，HotSpot虛擬機也的確沒有為每一條指令都生成OopMap胸私，只是在特定位置記錄這些信息，這些位置稱為“安全點”（Safepoint）鳖谈，即程序執(zhí)行時并非在所有地方都停頓下來開始GC岁疼，只有在到達(dá)安全點時才能暫停。

Safepoint既不能選的太少導(dǎo)致GC等待太長時間缆娃，也不能過于頻繁以至于過分增大運行時的負(fù)荷捷绒。安全點一般選取在方法調(diào)用、循環(huán)跳轉(zhuǎn)贯要、異常跳轉(zhuǎn)等讓程序長時間執(zhí)行的指令暖侨。

對于Safepoint，另一個需要考慮的問題是如何在GC發(fā)生時讓所有線程（這里不包括執(zhí)行JNI調(diào)用的線程）都“跑”到最近的安全點上再停頓下來崇渗。主動式中斷的思想是當(dāng)GC需要中斷線程的時候字逗，不直接對線程操作，僅僅簡單的設(shè)置一個標(biāo)志宅广，各線程執(zhí)行時主動去輪詢這個標(biāo)志葫掉，當(dāng)發(fā)現(xiàn)中斷標(biāo)志為真時就自己中斷掛起。輪詢標(biāo)志的位置和安全點是重合的跟狱，另外再加上創(chuàng)建對象需要分配內(nèi)存的地方挖息。

4、SafeRegion

Safepoint機制保證了程序執(zhí)行時兽肤，在不太長的時間內(nèi)就會遇到可進(jìn)入GC的Safepoint。但是程序不執(zhí)行的時候呢绪抛？不執(zhí)行就是程序沒有分配到CPU時間资铡，典型的例子就是線程處于Sleep狀態(tài)或Blocked狀態(tài)，這時候線程無法響應(yīng)JVM的中斷請求幢码，“走”到安全的地方再掛起笤休。JVM顯然也不會等待線程重新分配CPU時間。對于這種情況就需要安全區(qū)域（Safe Region）來解決症副。

安全區(qū)域是指在一段代碼片段中引用關(guān)系不會發(fā)生變化店雅，在這個區(qū)域的任意地方開始GC都是安全的。我們也把Safe Region稱為擴展的Safepoint贞铣。

在線程執(zhí)行到Safe Region中的代碼的時候闹啦，首先標(biāo)識自己進(jìn)入了Safe Region，這樣辕坝，當(dāng)在這段時間里JVM要發(fā)起GC時窍奋，就不用考慮標(biāo)識自己為Safe Region狀態(tài)的線程了。在線程要離開Safe Region時，它要檢查系統(tǒng)是否已經(jīng)完成了根節(jié)點枚舉（）或者整個GC過程如果完成了琳袄，那線程就繼續(xù)執(zhí)行江场，否則它就必須等待收到可以安全離開Safe Region的信號為止。

四窖逗、垃圾收集器

參考博客：https://blog.csdn.net/tjiyu/article/details/53983650

垃圾收集器是垃圾回收算法（標(biāo)記-清除算法址否、復(fù)制算法、標(biāo)記-整理算法）的具體實現(xiàn)碎紊，不同商家佑附、不同版本的JVM所提供的垃圾收集器可能會有很在差別，下面主要介紹HotSpot虛擬機中的垃圾收集器矮慕。

本節(jié)介紹這些收集器的特性帮匾、基本原理和使用場景。沒有最好的收集器痴鳄，更沒有萬能的收集瘟斜，選擇的只能是適合具體應(yīng)用場景的收集器。

1痪寻、垃圾收集器組合

JDK7/8后螺句，HotSpot虛擬機所有收集器及組合（連線），如下圖：

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• 圖中展示了7種不同分代的收集器：

Serial橡类、ParNew蛇尚、Parallel Scavenge、Serial Old顾画、Parallel Old取劫、CMS、G1研侣；

• 它們所處區(qū)域谱邪，表明其是屬于新生代收集器還是老年代收集器：

  新生代收集器：Serial、ParNew庶诡、Parallel Scavenge

  老年代收集器：Serial Old惦银、Parallel Old、CMS

  整堆收集器：G1

• 兩個收集器間有連線末誓，表明它們可以搭配使用：

Serial/Serial Old扯俱、Serial/CMS、ParNew/Serial Old喇澡、ParNew/CMS迅栅、Parallel Scavenge/Serial Old、Parallel Scavenge/Parallel Old晴玖、G1库继；

• 其中Serial Old作為CMS出現(xiàn)"Concurrent Mode Failure"失敗的后備預(yù)案箩艺。

2、 Minor GC 和 Full GC

• Minor GC

又稱新生代GC宪萄，指發(fā)生在新生代的垃圾收集動作艺谆；

因為Java對象大多是朝生夕滅，所以Minor GC非常頻繁拜英，一般回收速度也比較快静汤；

• Full GC

又稱Major GC或老年代GC，指發(fā)生在老年代的GC居凶；

出現(xiàn)Full GC經(jīng)常會伴隨至少一次的Minor GC（不是絕對虫给，Parallel Sacvenge收集器就可以選擇設(shè)置Major GC策略）；

Major GC速度一般比Minor GC慢10倍以上侠碧；

3抹估、Serial 收集器(*選學(xué))

• Serial（串行）垃圾收集器是最基本、發(fā)展歷史最悠久的收集器弄兜；JDK1.3.1前是HotSpot新生代收集的唯一選擇药蜻。

• 特點： 針對新生代；采用復(fù)制算法替饿； 單線程收集语泽；進(jìn)行垃圾收集時，必須暫停所有工作線程视卢，直到完成踱卵。

• 應(yīng)用場景：依然是HotSpot在Client模式下默認(rèn)的新生代收集器；也有優(yōu)于其他收集器的地方：簡單高效（與其他收集器的單線程相比）据过；對于限定單個CPU的環(huán)境來說惋砂，Serial收集器沒有線程交互（切換）開銷，可以獲得最高的單線程收集效率绳锅；在用戶的桌面應(yīng)用場景中西饵，可用內(nèi)存一般不大（幾十M至一兩百M），可以在較短時間內(nèi)完成垃圾收集（幾十MS至一百多MS）,只要不頻繁發(fā)生榨呆，這是可以接受的。

• Serial/Serial Old組合收集器運行示意圖如下：

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4庸队、ParNew收集器

• ParNew垃圾收集器是Serial收集器的多線程版本积蜻。

• 除了多線程外，其余的行為彻消、特點和Serial收集器一樣竿拆；如Serial收集器可用控制參數(shù)、收集算法宾尚、Stop The World丙笋、內(nèi)存分配規(guī)則谢澈、回收策略等；兩個收集器共用了不少代碼御板；

• 應(yīng)用場景：在Server模式下锥忿，ParNew收集器是一個非常重要的收集器，因為除Serial外怠肋，目前只有它能與CMS收集器配合工作敬鬓；但在單個CPU環(huán)境中，不會比Serail收集器有更好的效果笙各，因為存在線程交互開銷钉答。

• ParNew/Serial Old組合收集器運行示意圖如下：
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5、Parallel Scavenge收集器

• Parallel Scavenge垃圾收集器因為與吞吐量關(guān)系密切杈抢，也稱為吞吐量收集器（Throughput Collector）数尿。

• 特點：有一些特點與 ParNew 收集器相似，新生代收集器惶楼；采用復(fù)制算法右蹦；多線程收集。主要特點是：Parallel Scavenge 收集器的目標(biāo)則是達(dá)一個可控制的吞吐量（Throughput）鲫懒，系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)新生老生代空間比例等嫩实，來調(diào)節(jié)吞吐量。

• Parallel Scavenge 收集器提供了兩個參數(shù)用來精確控制吞吐量窥岩，分別是控制最大垃圾收集停頓時間的-XX:MaxGCPauseMillis甲献，以及直接設(shè)置吞吐量大小 -XXGCTimeRatio。停頓時間和吞吐量存在相互制約的關(guān)系：GC停頓時間縮短是以犧牲吞吐量和新生代空間來換取的：系統(tǒng)把新生代調(diào)小一點颂翼，收集300MB新生代肯定比收集500MB快吧晃洒，這也直接導(dǎo)致垃圾收集發(fā)生的更頻繁一些，原來10收集一次朦乏，現(xiàn)在變成5秒收集一次球及，每次停頓70毫秒，停頓時間的確是下降了呻疹，但吞吐量也降下來了吃引。

• 應(yīng)用場景： 高吞吐量為目標(biāo)，即減少垃圾收集時間刽锤，讓用戶代碼獲得更長的運行時間镊尺；當(dāng)應(yīng)用程序運行在具有多個CPU上，對暫停時間沒有特別高的要求時并思，即程序主要在后臺進(jìn)行計算庐氮，而不需要與用戶進(jìn)行太多交互；例如宋彼，那些執(zhí)行批量處理弄砍、訂單處理仙畦、工資支付、科學(xué)計算的應(yīng)用程序音婶；

• 吞吐量與收集器關(guān)注點說明

  （A）慨畸、吞吐量（Throughput）

  CPU用于運行用戶代碼的時間與CPU總消耗時間的比值；

  即吞吐量=運行用戶代碼時間/（運行用戶代碼時間+垃圾收集時間）桃熄；

  高吞吐量即減少垃圾收集時間先口，讓用戶代碼獲得更長的運行時間；

  （B）瞳收、垃圾收集器期望的目標(biāo)（關(guān)注點）

  （1）碉京、停頓時間

  停頓時間越短就適合需要與用戶交互的程序；

  良好的響應(yīng)速度能提升用戶體驗螟深；

  （2）谐宙、吞吐量

  高吞吐量則可以高效率地利用CPU時間，盡快完成運算的任務(wù)界弧；

  主要適合在后臺計算而不需要太多交互的任務(wù)凡蜻；

  （3）、覆蓋區(qū)（Footprint）

  在達(dá)到前面兩個目標(biāo)的情況下垢箕，盡量減少堆的內(nèi)存空間划栓；

  可以獲得更好的空間局部性；

6条获、Serial Old收集器(*選學(xué))

• Serial Old是 Serial收集器的老年代版本忠荞；

• 針對老年代；采用"標(biāo)記-整理"算法（還有壓縮帅掘，Mark-Sweep-Compact）委煤；單線程收集；

• 應(yīng)用場景：主要用于Client模式修档；而在Server模式有兩大用途：（A）碧绞、在JDK1.5及之前，與Parallel Scavenge收集器搭配使用（JDK1.6有Parallel Old收集器可搭配）吱窝；（B）讥邻、作為CMS收集器的后備預(yù)案，在并發(fā)收集發(fā)生Concurrent Mode Failure時使用（后面詳解）院峡；

7兴使、Parallel Old收集器

• Parallel Old垃圾收集器是Parallel Scavenge收集器的老年代版本； JDK1.6中才開始提供撕予；

• 針對老年代鲫惶；采用"標(biāo)記-整理"算法蜈首；多線程收集实抡；

• JDK1.6及之后用來代替老年代的Serial Old收集器欠母；特別是在Server模式，多CPU的情況下吆寨；這樣在注重吞吐量以及CPU資源敏感的場景赏淌，就有了Parallel Scavenge加Parallel Old收集器的"給力"應(yīng)用組合；

8啄清、CMS收集器

• 并發(fā)標(biāo)記清理（Concurrent Mark Sweep六水，CMS）收集器也稱為并發(fā)低停頓收集器（Concurrent Low Pause Collector）或低延遲（low-latency）垃圾收集器；CMS等收集器的關(guān)注點是盡可能地縮短垃圾收集時用戶線程的停頓時間辣卒；

• 特點：針對老年代掷贾；基于"標(biāo)記-清除"算法(不進(jìn)行壓縮操作，產(chǎn)生內(nèi)存碎片)荣茫；以獲取最短回收停頓時間為目標(biāo)想帅；并發(fā)收集、低停頓啡莉；需要更多的內(nèi)存港准；是HotSpot在JDK1.5推出的第一款真正意義上的并發(fā)（Concurrent）收集器；第一次實現(xiàn)了讓垃圾收集線程與用戶線程（基本上）同時工作咧欣；

• 缺點：

  （A）對CPU資源非常敏感：并發(fā)收集雖然不會暫停用戶線程浅缸，但因為占用一部分CPU資源，還是會導(dǎo)致應(yīng)用程序變慢魄咕，總吞吐量降低衩椒。

  （B）無法處理浮動垃圾,可能出現(xiàn)"Concurrent Mode Failure"失敗：在并發(fā)清除時蚕礼，用戶線程新產(chǎn)生的垃圾烟具，稱為浮動垃圾；這使得并發(fā)清除時需要預(yù)留一定的內(nèi)存空間奠蹬，不能像其他收集器在老年代幾乎填滿再進(jìn)行收集朝聋；如果CMS預(yù)留內(nèi)存空間無法滿足程序需要，就會出現(xiàn)一次"Concurrent Mode Failure"失敹谠辍冀痕；這時JVM啟用后備預(yù)案：臨時啟用Serail Old收集器，而導(dǎo)致另一次Full GC的產(chǎn)生狸演；

  （C）產(chǎn)生大量內(nèi)存碎片：由于CMS基于"標(biāo)記-清除"算法言蛇，清除后不進(jìn)行壓縮操作；

• 適用場景：與用戶交互較多的場景宵距，希望系統(tǒng)停頓時間最短腊尚，注重服務(wù)的響應(yīng)速度；以給用戶帶來較好的體驗满哪；如常見WEB婿斥、B/S系統(tǒng)的服務(wù)器上的應(yīng)用劝篷；

• CMS收集器運行示意圖如下：
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9、G1收集器

• G1（Garbage-First）是JDK7-u4才推出商用的收集器民宿；

• 特點：

  （A）并行與并發(fā)：能充分利用多CPU娇妓、多核環(huán)境下的硬件優(yōu)勢；可以并行來縮短"Stop The World"停頓時間活鹰；也可以并發(fā)讓垃圾收集與用戶程序同時進(jìn)行哈恰；

  （B）分代收集，收集范圍包括新生代和老年代 ：能獨立管理整個GC堆（新生代和老年代）志群，而不需要與其他收集器搭配着绷；能夠采用不同方式處理不同時期的對象；雖然保留分代概念锌云，但Java堆的內(nèi)存布局有很大差別蓬戚；將整個堆劃分為多個大小相等的獨立區(qū)域（Region）；新生代和老年代不再是物理隔離宾抓，它們都是一部分Region（不需要連續(xù)）的集合子漩；

  （C）結(jié)合多種垃圾收集算法，空間整合石洗，不產(chǎn)生碎片幢泼。從整體看，是基于標(biāo)記-整理算法讲衫；從局部（兩個Region間）看缕棵，是基于復(fù)制算法；這是一種類似火車算法的實現(xiàn)涉兽；

  （D）可預(yù)測的停頓：低停頓的同時實現(xiàn)高吞吐量G1除了追求低停頓處招驴，還能建立可預(yù)測的停頓時間模型；可以明確指定M毫秒時間片內(nèi)枷畏，垃圾收集消耗的時間不超過N毫秒别厘；

• 應(yīng)用場景：面向服務(wù)端應(yīng)用，針對具有大內(nèi)存拥诡、多處理器的機器触趴；最主要的應(yīng)用是為需要低GC延遲，并具有大堆的應(yīng)用程序提供解決方案渴肉；如：在堆大小約6GB或更大時冗懦，可預(yù)測的暫停時間可以低于0.5秒； 用來替換掉JDK1.5中的CMS收集器仇祭；在下面的情況時披蕉，使用G1可能比CMS好：

  （1）超過50％的Java堆被活動數(shù)據(jù)占用；

  （2）對象分配頻率或年代提升頻率變化很大；

  （3）GC停頓時間過長（長于0.5至1秒）没讲。 是否一定采用G1呢承冰？也未必：如果現(xiàn)在采用的收集器沒有出現(xiàn)問題，不用急著去選擇G1食零；如果應(yīng)用程序追求低停頓，可以嘗試選擇G1寂屏；是否代替CMS需要實際場景測試才知道贰谣。

• G1 收集器運行示意圖如下：
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五、內(nèi)存分配與回收策略

• 對象優(yōu)先在 Eden 分配

• 大對象直接進(jìn)入老年代：所謂的大對象是指迁霎，需要大量連續(xù)內(nèi)存空間的Java對象吱抚，最典型的大對象就是那種很長的字符串以及數(shù)組，經(jīng)常出現(xiàn)大對象容易導(dǎo)致內(nèi)存還有不少空間時就提前觸發(fā)垃圾收集以獲取足夠的連續(xù)內(nèi)存空間來存放他們考廉。虛擬機提供了一個-XX:PretenureSizeThreshold參數(shù)秘豹，令大于這個設(shè)置值的對象直接在老年代分配。這樣做的目的是避免在Eden區(qū)以及兩個Survivor區(qū)之間發(fā)生大量的內(nèi)存復(fù)制（新生代使用復(fù)制算法收集內(nèi)存）昌粤。

• 長期存活的對象將進(jìn)入老年代：虛擬機給每個對象定義了一個對象年齡計數(shù)器既绕。如果對象在Eden出生，并經(jīng)過第一次Minor GC后仍然存活涮坐，并且能被Survivor所容納的話凄贩，將被移動到Survivor區(qū)，并且對象年齡設(shè)置為1袱讹。對象在Survivor區(qū)中沒“熬過”一次Minor GC疲扎，年齡就增加1，當(dāng)它的年齡增加到一定程度（默認(rèn)15歲）捷雕，就將會晉升到老年代中椒丧。對象晉升到老年代的年齡閥值，可以通過參數(shù)-XX:MaxTenuringThreshold設(shè)置救巷。

• 動態(tài)對象年齡判定：為了能更好的適應(yīng)不同程序的內(nèi)存狀況壶熏，虛擬機并不是永遠(yuǎn)地要求對象的年齡必須達(dá)到了MaxTenuringThreshold才能晉升到老年代，如果在Survivor空間中相同年齡所有對象大小的總和大于Survivor空間的一半浦译，年齡大于或等于該年齡的對象就可以直接進(jìn)入老年代久橙，無須等到MaxTenuringThreshold中要求的年齡。

• 空間分配擔(dān)保：在發(fā)生Minor GC之前管怠，虛擬機會首先檢查老年代最大可用連續(xù)空間是否大于新生代所有對象總空間淆衷，如果這個條件成立，那么Minor GC可用確保是安全的渤弛。如果不成立祝拯，則虛擬機會查看HandlePromotionFailure設(shè)置值是否允許擔(dān)保失敗。如果允許，那么會繼續(xù)檢查老年代最大可用的連續(xù)空間是否大于歷次晉升到老年代對象的平均大小佳头，如果大于鹰贵，將嘗試第一次Minor GC，即使這次Minor GC是有風(fēng)險的康嘉；如果小于碉输，或者HandlePromotionFailure設(shè)置為不允許冒險，那這時也要改為進(jìn)行一次Full GC亭珍。如果出現(xiàn)HandlePromotionFailure失敗敷钾，那就只好在失敗之后重新發(fā)起一次Full GC。雖然擔(dān)保失敗時繞的圈子是最大的肄梨，但大部分情況下都還是會將HandlePromotionFailure開關(guān)打開阻荒，避免Full GC過于頻繁。