JVM读书笔记之垃圾回收算法与垃圾收集器
垃圾回收算法
标记-清除算法
这是最基础的搜集算法。算法分为“标记”和“清除”两个阶段：首先标记出所需要回收的对象，在标记完成后同意回收所有被标记的对象。
它有两个不足之处：一是效率问题，标记和清除两个过程的效率都不该；另一个问题是空间问题，标记清除之后会产生大量不连续的内存碎片，空间碎片太多可能会导致以后在程序运行过程中需要分配较大对象时，无法找到足够的连续内存而不得不提前触发另一次垃圾收集动作。
复制算法
它为解决标记-清除算法效率问题而生的，它将内存按容量划分为大小相等的两块，每次只使用其中的一块。当这一块的内存用完了，那就将还存活着的对象复制到另一块上面，然后再把已使用过的内存空间一次清理掉。这样使得每次都是对整个半区进行内存回收，内存分配时也就不用考虑内存碎片等复杂情况，只要一动堆顶指针，按顺序分配内存即可，实现简单，运行高效。
不足：这种算法的代价是将内存缩小为原来的一半。
现在商业虚拟机都采用这种收集算法回收新生代。
标记-复制算法/标记-压缩算法
复制收集算法在对象存活率较高时就要进行较多的复制操作，效率将会变低。更关键的是，如果不想浪费50%的空间，就需要有额外的空间进行分配担保，以应对被使用的内存中所有对象100%存活的极端情况，所以老年代一般不能直接选用这种算法。
根据老年代的特点，有人提出了另一种“标记-整理”算法，标记过程仍然与“标记-清除”算法一样，但后续步骤不是直接对可回收对象进行清理，而是让所有存活的对象都向一端移动，然后直接清理掉端边界以外的内存。
它是一种老年代收集算法。
分代收集算法
当前商业虚拟机都的垃圾收集都采用“分代收集”算法。
这种算法并没有什么新的思想，只是根据对象存活周期的不同将内存划分为几块，一般是把java堆划分为新生代和老年代，这样就可以根据各个年代的特点采用最适当的收集算法。在新生代中，每次垃圾收集都会发现有大批的对象死去，只有少量存活，就选用复制算法，只需要付出少量存活对象的复制成本就可以完成收集。而在老年代中因为对象存活率高、没有额外空间对它进行分配担保，就必须使用“标记-清理”或“标记-整理”算法进行回收。
垃圾收集器
垃圾收集器是内存回收的具体实现，不同的厂商提供的垃圾收集器有很大的差别，一般的垃圾收集器都会作用于不同的分代，需要搭配使用。以下是各种垃圾收集器的组合方式：
各种组合的优缺点：
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新生代GC策略 |
年老代GC策略 |
说明 |
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组合1 |
Serial |
Serial Old |
Serial和Serial Old都是单线程进行GC，特点就是GC时暂停所有应用线程。 应用场景：Serial/Serial Old 收集器是虚拟机运行在 Client 模式下的默认新生代/老年代收集器。 |
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组合2 |
Serial |
CMS+Serial Old |
CMS（Concurrent Mark Sweep）是并发GC，实现GC线程和应用线程并发工作，不需要暂停所有应用线程。另外，当CMS进行GC失败时，会自动使用Serial Old策略进行GC。 |
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组合3 |
ParNew |
CMS |
使用-XX:+UseParNewGC选项来开启。ParNew是Serial的并行版本，可以指定GC线程数，默认GC线程数为CPU的数量。可以使用-XX:ParallelGCThreads选项指定GC的线程数。 如果指定了选项-XX:+UseConcMarkSweepGC选项，则新生代默认使用ParNew GC策略。 |
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组合4 |
ParNew |
Serial Old |
使用-XX:+UseParNewGC选项来开启。新生代使用ParNew GC策略，年老代默认使用Serial Old GC策略。 |
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组合5 |
Parallel Scavenge |
Serial Old |
Parallel Scavenge策略主要是关注一个可控的吞吐量：应用程序运行时间 / (应用程序运行时间 + GC时间)，可见这会使得CPU的利用率尽可能的高，适用于后台持久运行的应用程序，而不适用于交互较多的应用程序。 |
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组合6 |
Parallel Scavenge |
Parallel Old |
Parallel Old是Serial Old的并行版本
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组合7 |
G1GC |
G1GC |
-XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseG1GC #开启 -XX:MaxGCPauseMillis =50 #暂停时间目标 -XX:GCPauseIntervalMillis =200 #暂停间隔目标 -XX:+G1YoungGenSize=512m #年轻代大小 -XX:SurvivorRatio=6 #幸存区比例 |
