2.垃圾收集算法

基于分代收集理论，可以分为年轻代、年老代两类收集算法。

年轻代：标记复制

年老代：标记整理

标记清除

其中标记清除算法是最基础的算法，后续算法都是基于标记清楚算法改进得到的

标记清除算法缺点：

  • 执行效率不稳定，当年轻代有大量回收对象时候，需要执行大量标记清除动作，而标记动作通常是需要stop the world的，所以可能存在性能问题
  • 内存碎片问题

标记复制

标记复制是将存活对象复制到两个Eden区的其中一个，然后回收剩下内存里的所有对象

年轻代特点是”朝生夕死”，需要复制对象数量少，所以使用标记复制进行垃圾回收效率高

一个Survivor区，两个Eden区，比例为8：1：1

  • 执行第一次垃圾回收时候，将存活对象放到某个Enden区，剩下的Survivor和Eden执行回收操作
  • 执行第二次垃圾回收时候，将存活对象copy到另一个Enden区，剩下的Survivor和Eden执行回收操作

标记整理

年老代特点是垃圾回收比较少，标记整理算法是年老代算法。老年代如果使用标记复制算法需要复制很多对象，效率比较低

垃圾回收器

年轻代回收器：

  • Serial收集器 使用标记-复制的单线程垃圾回收器
  • ParNew收集器 使用标记-复制的多线程垃圾回收器
  • Parallel Scavenge收集器 和parnew区别：控制吞吐量

年老代回收器：

  • Serial Old收集器 使用标记-整理算法单线程垃圾回收器
  • Parallel Old收集器 使用标记-整理算法多线程垃圾回收器
  • CMS收集器

全年龄收集器：G1

CMS回收器

CMS是年老代回收器

  • 初始标记（CM S initial mark） 单线程，会stop the world
  • 并发标记（CM S concurrent mark）
  • 重新标记（CM S remark） 多线程，会stop the world
  • 并发清除（CM S concurrent sweep）

cms

G1回收器

G1是基于分代理论设计的，可以同时在年轻代年老代使用。

G1将Java堆内存分成数个相等大小的区域（Region），每一个Region都可以根据需要，扮演新生代的Eden空间、Survivor空间，或者老年代空间。收集器能够对扮演不同角色的Region采用不同的策略去处理，这样无论是新创建的对象还是已经存活了一段时间、熬过多次收集的旧对象都能获取很好的收集效果。

Region还有一种是专门存储大对象的Region，G1认为只要大小超过了一个Region容量一半的对象即可判定为大对象。而对于那些超过了整个Region容量的超级大对象，将会被存放在N个连续的Humongous Region之中，G1的大多数行为都把Humongous Region作为老年代的一部分来进行看待

如果我们不去计算用户线程运行过程中的动作（如使用写屏障维护记忆集的操作），G1收集器的
运作过程大致可划分为以下四个步骤：

  • 初始标记（Initial M arking）：仅仅只是标记一下GC Roots能直接关联到的对象，并且修改TAM S
    指针的值，让下一阶段用户线程并发运行时，能正确地在可用的Region中分配新对象。这个阶段需要
    停顿线程，但耗时很短，而且是借用进行M inor GC的时候同步完成的，所以G1收集器在这个阶段实际
    并没有额外的停顿。
  • 并发标记（Concurrent M arking）：从GC Root开始对堆中对象进行可达性分析，递归扫描整个堆
    里的对象图，找出要回收的对象，这阶段耗时较长，但可与用户程序并发执行。当对象图扫描完成以
    后，还要重新处理SATB记录下的在并发时有引用变动的对象。
  • 最终标记（Final M arking）：对用户线程做另一个短暂的暂停，用于处理并发阶段结束后仍遗留
    下来的最后那少量的SATB记录。
  • 筛选回收（Live Data Counting and Evacuation）：负责更新Region的统计数据，对各个Region的回
    收价值和成本进行排序，根据用户所期望的停顿时间来制定回收计划，可以自由选择任意多个Region
    构成回收集，然后把决定回收的那一部分Region的存活对象复制到空的Region中，再清理掉整个旧
    Region的全部空间。这里的操作涉及存活对象的移动，是必须暂停用户线程，由多条收集器线程并行
    完成的。

g1