JVM從入門到精通（十）：垃圾回收算法串講：CMS，G1，三色標記算法

CMS

• 併發回收，工作線程和GC線程同時進行，暫停時間短

• 老年代

• 分爲 四個階段：

  • 初始標記：需要STW，因爲初始的垃圾並不多，因此耗費的時間不長
    
  • 併發標記：垃圾回收線程和工作線程同時執行。一邊產生垃圾，一邊標記（最耗時的階段，不過是併發的）
  • 重新標記：STW，對併發標記的過程中新產生的垃圾進行重新標記 / 取消標記
  • 併發清理：清理的過程也會產生新的“浮動垃圾”，需要等下一次CMS重新運行的時候再次清理

• CMS 存在的 問題：

  • Memory Fragmentation 內存碎片問題： 標記清除會產生碎片化，如果老年代不能再分配位置，CMS會讓 Serial Old 來清理，效率很低。
  • Floating Garbage 浮動垃圾問題：如果老年代滿了，浮動垃圾還沒有清理完，會讓 Serial Old 清理。
  • 解決：降低觸發 CMS 的閾值，保持老年代有足夠的空間
  • java -XX:+PrintFlagsFinal -version | grep CMSInitiatingOccupancyFraction
    

G1

垃圾優先的垃圾回收器：
G1把內存空間分爲一塊一塊的region。當G1垃圾回收器發現有必要進行垃圾回收的時候，它會優先回收存活對象最少的region，也就是垃圾最多的region。這就是“垃圾優先”。

設計架構的兩大重要思想：
1、分而治之的思想（Hbase，各種分庫分表等等）
2、分層的思想（網絡七層模型）

G1把內存分爲一塊一塊的 region
每一塊 region 有自己的邏輯分代：

• old
• suvivor
• eden
• humongous

大對象

G1 也是有 FGC的，對象分配不下的時候，就會產生FGC。

如果G1產生FGC，你應該做什麼？
1. 擴內存
2. 提高CPU性能（回收的快，業務邏輯產生對象的速度固定，垃圾回收越快，內存空間越大）
3. 降低MixedGC觸發的閾值，讓MixedGC提早發生（默認是45%）

特點
適用於需要特別快的響應時間的場景（不需要很高吞吐量）
新老年代的比例是動態的，5%-60%，一般不用手工指定，也不要手工指定。因爲這是G1預測停頓時間的基準。它會根據上次回收的時間，進行動態的調整。

先把這兩個名詞背下來，我們待會兒再講

• 三色標記
• 顏色指針

card table
我們補充一個概念叫 card table，這是一張用來記錄 card 的表，是一個位圖。card 是類似於 page，是一頁一頁的，對象位於card內部


阿里的多租戶JVM：趙海平他們做的…，專門針對webapplication的，session base的應用。請求來訪問，形成垃圾，請求走了，垃圾就被回收了。

Cset：collection set
有哪些需要被回收，會收集到表格裏。

Rset：remembered set

每一的region

併發標記算法

CMS 和 G1 用到的都是三色標記算法。
把對象在邏輯上分成三種顏色。
1、第一種顏色是黑色。他自己是不是垃圾已經被標記完了，而且成員變量會牽扯到他引用的一些對象，也已經標記完了。這時候我們稱之爲這個對象是黑色。
2、第二種是灰色。本身標記完了，但是還沒有標記到他所引用的那些對象也用的那些對象，還是白色沒有標記到的，所以這個時候他叫做灰色。
3、還有就是第三種是白色，就是沒被標記到的對象，這些對象是白色的。

漏標發生的情況：


打破上述兩個條件之一即可：

爲什麼G1使用SATB？

Rset會不會影響賦值的效率？會!

• 由於Rset的存在，那麼每次給對象複製引用的時候，就得做一些額外的操作。
• 指的是在Rset中做一些額外的記錄（比如說記錄有哪些引用指向了我的對象等等，這些操作在GC中被稱爲寫屏障）。這個寫屏障不是之前說的內存屏障，而是GC專有的寫屏障。
• 會影響賦值的效率。 沒有銀彈！NO Silver Bullet！只有特定條件下特定的解決方案，沒有通用的解決方案。