JVM高级特性-六、七大垃圾收集器介绍
前言：
之前已经介绍过垃圾收集算法，没看过的同学可以查看之前的文章：JVM高级特性-四、垃圾收集算法。
垃圾收集算法是垃圾回收的方法，而垃圾收集器就是对垃圾收集的具体实现。不同厂商对于垃圾收集的实现方式各不相同，
这里主要介绍的jdk1.7只有的hotspot虚拟机，这个虚拟机主要包含如下收集器
年轻代（young generation）：serial、ParNew、Parrallel Scanvenge
老年代（tenured generation）:cms、serial Old、parrallel Old
兼顾young和tenured：G1
其中，G1收集器时相对较新的收集器，下面将逐个介绍个收集器
一、Serial收集器
serial收集器时一个串行收集器，在执行垃圾回收时必须停止所有线程
新生代采用复制算法，老年代采用标记整理算法
是client模式下默认的新生代垃圾收集器
优点：简单高效，由于没有线程交互开销，在单个CPU环境下运行获得最高回收效率
二、ParNew
parnew收集器是Serial的多线程版本，收集算法、可控制的配置参数、对象分配规则
回收策略等都与Serial一样，两者也使用了许多共同的代码
是server模式下首选的新生代收集器
只有serial与parnew可以与cms收集器配合使用，cms收集器会在后面段落具体介绍
三、Parallel scavenge
ps收集器是一个新生代收集器，与Parnew一样，是多线程的垃圾收集器，也是采用复制算法
看起来与Parnew没什么不同，但其实他有自己的特点，他主要为能控制吞吐量而开发的一款收集器
吞吐量，就是CPU运行用户代码的时间与CPU运行总时间的比值，即吞吐量=运行用户代码时间／（运行用户代码时间+垃圾回收时间）
ps收集器的两个关键参数：MaxGCPauseMillis和GCTimeRatio
MaxGCPauseMillis：用于控制收集器最大垃圾回收时间
GCTimeRatio：用于控制吞吐量，即最大gc时间占比，例如设置参数为19，则gc时间占比为 1/（19+1），结果为5%。
四、Serial Old
so收集器是Serial的老年代版本，主要作为client模式下的虚拟机使用
在server模式下主要有两个作用：
1.作为jdk1.5及之前版本中与parallel scavenge搭配使用
2.作为cms收集器的后备方案，当cms收集器发生concurrent mode failure时使用
五、Parallel Old
po收集器是Parallel Scavenge的老年代版本，这个收集器在jdk1.6后才提供
在此之前，由于Parallel Scavenge不能与cms搭配使用，只要年轻代使用了Parallel Scavenge收集器，老年代就只有Serial Old一种可选
由于serial old的单线程特点，导致无法利用多cpu服务器的性能优势
六、cms收集器（concurrent mark sweep）
cms收集器是为将垃圾回收时的停顿时间缩小到最短而开发的收集器
使用标记-清除算法
回收过程主要分为四步
初始标记、并发标记、重复标记、并发清除，其中，初始标记和重复标记依然需要stop the world
初始标记：标记所有与gc root能关联到的对象，速度很快
并发标记：并发的进行gc root tracing
重复标记：修正并发标记过程中，用户程序执行导致状态变化的对象
并发清除：并发的清除对象
注意：初始标记和重复标记需要时间较短，所以，即使需要stop the world也对性能影响不大
CPU敏感性：
cms收集器对cpu数量敏感，在并发阶段虽然不会停止用户线程，但会占用CPU资源，cms默认回收线程数时（cpu数量+3）/4，当cpu数量小于4个时，对用户线程的影响比较大，会导致在垃圾回收时用户线程执行速度忽然大幅下降，这种影响不可接受，为了应对这种情况，jvm提供了一种增量式并发收集器。原理是当进行并发回收时让用户线程和回收线程交替进行，减少gc线程的独占资源时间实践证明，这种增量式方式性能不是很好，已经不建议使用
浮动垃圾的处理：
由于在并发清除过程中用户线程依然执行并产生垃圾，此时cms已经无法对他们进行标记，只能等待下一次gc时再清除他们，这些垃圾称为浮动垃圾。正因如此，在执行gc对过程中依然要给用户线程留出足够的内存空间来使用，因此cms不会像其他垃圾收集器哪样等老年代完全被填满才开始进行gc，可以通过CMSInitiatingOccupancyFraction参数控制触发百分比，jdk1.6默认为92%。若cms在垃圾回收过程中无法满足用户线程内存需要，在出现Concurrent model failure，cms将启动备用方案，使用Serial Old对老年代进行一次回收
内存碎片：
由于使用标记-清除算法，在进行多次gc后会产生需要内存碎片，这将导致给大对象的分配带来困难，不得不处罚一次full gc。为解决这个问题，cms提供一个UseCmsCompactAtFullCollection开关，用于在fullgc时对老年代执行一次合并整理过程，整理过程无法并发。另外还提供一个CMSFullGCsBeforeCompaction参数来控制几次fullgc后执行一次整理，默认为0，即每次都整理。
七、G1收集器
G1收集器是当今收集器最新最前沿的成果，G1点开发者希望在不久的将来可以替代CMS。
特点：
1.并行与并发
G1能充分利用Cpu资源，在其他收集器需要需要停顿java线程的操作，G1依然可以利用并发的方式执行
2.分代收集
G1依然保留分代收集的概念，G1虽然可以独自处理新生代和老年代，但它用其他方式管理新创建对象和长时间存活对象，来获取最好的收集效果
3.空间整合
G1在局部看采用的复制算法，整理上看使用标记-整理算法，两种算法均能避免碎片的产生
4.可预测的停顿
G1在降低回收效率低同时还建立的可预测的停顿时间模型，能使使用者明确在M毫秒的时间段内回收时间不超过N毫秒
基本原理：
G1通过将整个堆分为若干个大小相等的区域Region，新生代和老年代已不是物理隔离，而都是一部分region的集合。
G1跟踪各个region的价值，在后台维护一个优先列表，保证在有限时间内将回收作用最大化。
G1将每个region的引用信息技术在一个Remembered set中，在gc枚举根节点时也枚举remembered set就不会有遗漏
执行过程：
初始标记、并发标记、最终标记、筛选回收
过程与cms很像，初始标记需要停顿线程但耗时很短，最终标记也需要停顿线程，但可并行之行。
最终标记作用与cms一样，只是他将对象的变化记录在remembered Set Log中，完成后将结果合并近remembered set中
