JVM从入门到精通（十）：垃圾回收算法串讲：CMS，G1，三色标记算法

CMS

• 并发回收，工作线程和GC线程同时进行，暂停时间短

• 老年代

• 分为 四个阶段：

  • 初始标记：需要STW，因为初始的垃圾并不多，因此耗费的时间不长
    
  • 并发标记：垃圾回收线程和工作线程同时执行。一边产生垃圾，一边标记（最耗时的阶段，不过是并发的）
  • 重新标记：STW，对并发标记的过程中新产生的垃圾进行重新标记 / 取消标记
  • 并发清理：清理的过程也会产生新的“浮动垃圾”，需要等下一次CMS重新运行的时候再次清理

• CMS 存在的 问题：

  • Memory Fragmentation 内存碎片问题： 标记清除会产生碎片化，如果老年代不能再分配位置，CMS会让 Serial Old 来清理，效率很低。
  • Floating Garbage 浮动垃圾问题：如果老年代满了，浮动垃圾还没有清理完，会让 Serial Old 清理。
  • 解决：降低触发 CMS 的阈值，保持老年代有足够的空间
  • java -XX:+PrintFlagsFinal -version | grep CMSInitiatingOccupancyFraction
    

G1

垃圾优先的垃圾回收器：
G1把内存空间分为一块一块的region。当G1垃圾回收器发现有必要进行垃圾回收的时候，它会优先回收存活对象最少的region，也就是垃圾最多的region。这就是“垃圾优先”。

设计架构的两大重要思想：
1、分而治之的思想（Hbase，各种分库分表等等）
2、分层的思想（网络七层模型）

G1把内存分为一块一块的 region
每一块 region 有自己的逻辑分代：

• old
• suvivor
• eden
• humongous

大对象

G1 也是有 FGC的，对象分配不下的时候，就会产生FGC。

如果G1产生FGC，你应该做什么？
1. 扩内存
2. 提高CPU性能（回收的快，业务逻辑产生对象的速度固定，垃圾回收越快，内存空间越大）
3. 降低MixedGC触发的阈值，让MixedGC提早发生（默认是45%）

特点
适用于需要特别快的响应时间的场景（不需要很高吞吐量）
新老年代的比例是动态的，5%-60%，一般不用手工指定，也不要手工指定。因为这是G1预测停顿时间的基准。它会根据上次回收的时间，进行动态的调整。

先把这两个名词背下来，我们待会儿再讲

• 三色标记
• 颜色指针

card table
我们补充一个概念叫 card table，这是一张用来记录 card 的表，是一个位图。card 是类似于 page，是一页一页的，对象位于card内部


阿里的多租户JVM：赵海平他们做的…，专门针对webapplication的，session base的应用。请求来访问，形成垃圾，请求走了，垃圾就被回收了。

Cset：collection set
有哪些需要被回收，会收集到表格里。

Rset：remembered set

每一的region

并发标记算法

CMS 和 G1 用到的都是三色标记算法。
把对象在逻辑上分成三种颜色。
1、第一种颜色是黑色。他自己是不是垃圾已经被标记完了，而且成员变量会牵扯到他引用的一些对象，也已经标记完了。这时候我们称之为这个对象是黑色。
2、第二种是灰色。本身标记完了，但是还没有标记到他所引用的那些对象也用的那些对象，还是白色没有标记到的，所以这个时候他叫做灰色。
3、还有就是第三种是白色，就是没被标记到的对象，这些对象是白色的。

漏标发生的情况：


打破上述两个条件之一即可：

为什么G1使用SATB？

Rset会不会影响赋值的效率？会!

• 由于Rset的存在，那么每次给对象复制引用的时候，就得做一些额外的操作。
• 指的是在Rset中做一些额外的记录（比如说记录有哪些引用指向了我的对象等等，这些操作在GC中被称为写屏障）。这个写屏障不是之前说的内存屏障，而是GC专有的写屏障。
• 会影响赋值的效率。 没有银弹！NO Silver Bullet！只有特定条件下特定的解决方案，没有通用的解决方案。