深入理解Java虚拟机-垃圾收集器

　　收集算法是内存回收的方法论，那么垃圾收集器就是内存回收的具体实现。我们讨论的收集器基于JDK 1.7 Update 14之后的HotSpot虚拟机（在这个版本中正式提供了商用的G1收集器，之前G1仍处于实验状态），这个虚拟机包含的所有收集器如下图所示。

一、Serial收集器

　　Serial收集器是一个作用于新生代的‘单线程’的收集器，采用标记复制算法，这里单线程不仅代表它只有一条线程进行垃圾回收，还代表这个收集器工作时，必须stop the world(STW)，用户线程全部暂停，直到它收集结束。优点是简单而高效（与其他收集器的单线程比），对于限定单个CPU的环境来说，Serial收集器由于没有线程交互的开销，专心做垃圾收集自然可以获得最高的单线程收集效率。在用户的桌面应用场景中，分配给虚拟机管理的内存一般来说不会很大，收集几十兆甚至一两百兆的新生代（仅仅是新生代使用的内存，桌面应用基本上不会再大了），停顿时间完全可以控制在几十毫秒最多一百多毫秒以内，只要不是频繁发生，这点停顿是可以接受的。所以， Serial收集器对于运行在Client模式下的虚拟机来说是一个很好的选择。
开启参数：-XX:+UseSerialGC
适用范围：用户的桌面应用场景（IDE工具的应用场景）
运行过程如下图：

二、ParNew收集器

　　ParNew收集器，作用于新生代，采用标记复制算法，简单的理解就是Serial收集器的多线程版本，在回收时有多个线程同时进行垃圾回收工作，其余的基本与Serial收集器一致。但它却是许多运行在Server模式下的虚拟机中首选的新生代收集器，其中有一个与性能无关但很重要的原因是，除了Serial收集器外，目前只有它能与CMS收集器配合工作。
开启参数：-XX:+UseParNewGC
适用范围：Server首选的新生代收集器
工作过程如下图：

三、Parallel Scavenge收集器

　　Parallel Scavenge收集器是一个新生代多线程收集器，其最重要的一个特性是用户可以控制吞吐量。控制参数为
-XX:MaxGCPauseMillis(最大垃圾收集停顿时间/ms)；-XX:GCTimeRatio(吞吐量百分比，0-100之间)；通过以上两个参数，Parallel Scavenge收集器可以控制吞吐量的大小，具体的吞吐量计算公式为：运行用户代码的时间/（运行用户代码的时间+GC时间）例如吞吐量是99%，那么99%的时间是用户线程执行的时间，1%的时间是GC的时间。垃圾收集停顿时间越短，响应速度越快，用户体验越好。但是不要盲目的减小垃圾收集的停顿时间，还是需要结合系统自身，完成一次垃圾收集需要的时间来设定，否则得不偿失。
开启参数：-XX:+UseParallelGC
适用范围：后台计算不需要太多交互的场景

四、Serial Old 和 Parellel Old

　　分别是Serial收集器和Parellel Scavenge的老年代收集器版本，使用标记-整理算法进行垃圾回收。

五、Concurrent Mark Sweep收集器

　　CMS收集器，作用于老年代区域，是一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器，基于比标记-清除算法实现，整个过程分为4步，初始标记（单线程，STW）、并发标记（多线程）、重新标记（多线程，STW），并发清除（多线程）。特点为低停顿，在互联网站和Web服务端适用广泛。
该收集器有三个可设置的的参数：
1）-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=70：代表老年代中占用70%的空间就会启用CMS收集器。
2）-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection：CMS是不会移动内存的，因此，这个非常容易产生碎片，导致内存不够用，因此，内存的压缩这个时候就会被启用。增加这个参数是个好习惯。可能会影响性能,但是可以消除碎片。
3）-XX:+CMSFullGCsBeforeCompaction：设置多少次GC后进行内存压缩。
开启参数：-XX:+UseConcMarkSweepGC
工作流程如下图：

六、G1收集器

　　G1（Garbage-First）收集器是当今收集器技术发展的最前沿成果之一，是一款面向服务端应用的垃圾收集器，是目前唯一一个能在新生代和老年代都能使用的垃圾收集器，基于标记-整理和复制算法，整体流程分为下面几步，初始标记，并发标记，最终标记，筛选回收。G1收集器Java堆的内存布局就与其他收集器有很大差别，它将整个Java堆划分为多个大小相等的独立区域（Region），虽然还保留有新生代和老年代的概念，但新生代和老年代不再是物理隔离的了，它们都是一部分Region（不需要连续）的集合。