瞭解CMS(Concurrent Mark-Sweep)垃圾回收器

感謝原作者,版權爲原作者所有!原文地址:http://www.iteye.com/topic/1119491


1.總體介紹:

CMS(Concurrent Mark-Sweep)是以犧牲吞吐量爲代價來獲得最短回收停頓時間的垃圾回收器。對於要求服務器響應速度的應用上,這種垃圾回收器非常適合。在啓動JVM參數加上-XX:+UseConcMarkSweepGC ,這個參數表示對於老年代的回收採用CMS。CMS採用的基礎算法是:標記—清除。

2.CMS過程:

  • 初始標記(STW initial mark)
  • 併發標記(Concurrent marking)
  • 併發預清理(Concurrent precleaning)
  • 重新標記(STW remark)
  • 併發清理(Concurrent sweeping)
  • 併發重置(Concurrent reset)

初始標記 :在這個階段,需要虛擬機停頓正在執行的任務,官方的叫法STW(Stop The Word)。這個過程從垃圾回收的"根對象"開始,只掃描到能夠和"根對象"直接關聯的對象,並作標記。所以這個過程雖然暫停了整個JVM,但是很快就完成了。

併發標記 :這個階段緊隨初始標記階段,在初始標記的基礎上繼續向下追溯標記。併發標記階段,應用程序的線程和併發標記的線程併發執行,所以用戶不會感受到停頓。

併發預清理 :併發預清理階段仍然是併發的。在這個階段,虛擬機查找在執行併發標記階段新進入老年代的對象(可能會有一些對象從新生代晉升到老年代, 或者有一些對象被分配到老年代)。通過重新掃描,減少下一個階段"重新標記"的工作,因爲下一個階段會Stop The World。

重新標記 :這個階段會暫停虛擬機,收集器線程掃描在CMS堆中剩餘的對象。掃描從"跟對象"開始向下追溯,並處理對象關聯。

併發清理 :清理垃圾對象,這個階段收集器線程和應用程序線程併發執行。

併發重置 :這個階段,重置CMS收集器的數據結構,等待下一次垃圾回收。

 

CSM執行過程: 

3.CMS缺點

  • CMS回收器採用的基礎算法是Mark-Sweep。所有CMS不會整理、壓縮堆空間。這樣就會有一個問題:經過CMS收集的堆會產生空間碎片。 CMS不對堆空間整理壓縮節約了垃圾回收的停頓時間,但也帶來的堆空間的浪費。爲了解決堆空間浪費問題,CMS回收器不再採用簡單的指針指向一塊可用堆空 間來爲下次對象分配使用。而是把一些未分配的空間彙總成一個列表,當JVM分配對象空間的時候,會搜索這個列表找到足夠大的空間來hold住這個對象。
  • 需要更多的CPU資源。從上面的圖可以看到,爲了讓應用程序不停頓,CMS線程和應用程序線程併發執行,這樣就需要有更多的CPU,單純靠線程切 換是不靠譜的。並且,重新標記階段,爲空保證STW快速完成,也要用到更多的甚至所有的CPU資源。當然,多核多CPU也是未來的趨勢!
  • CMS的另一個缺點是它需要更大的堆空間。因爲CMS標記階段應用程序的線程還是在執行的,那麼就會有堆空間繼續分配的情況,爲了保證在CMS回 收完堆之前還有空間分配給正在運行的應用程序,必須預留一部分空間。也就是說,CMS不會在老年代滿的時候纔開始收集。相反,它會嘗試更早的開始收集,已 避免上面提到的情況:在回收完成之前,堆沒有足夠空間分配!默認當老年代使用68%的時候,CMS就開始行動了。 – XX:CMSInitiatingOccupancyFraction =n 來設置這個閥值。

總得來說,CMS回收器減少了回收的停頓時間,但是降低了堆空間的利用率。

4.啥時候用CMS

如果你的應用程序對停頓比較敏感,並且在應用程序運行的時候可以提供更大的內存和更多的CPU(也就是硬件牛逼),那麼使用CMS來收集會給你帶來好處。還有,如果在JVM中,有相對較多存活時間較長的對象(老年代比較大)會更適合使用CMS。


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