直通BAT必考题系列：7种JVM垃圾收集器特点，优劣势、及使用场景

今天继续JVM的垃圾收集器详解，如果说垃圾收集算法是JVM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。

1.新生代的收集器包括：

1. Serial
2. PraNew
3. Parallel Scavenge

2.老年代的收集器包括：

1. Serial Old
2. Parallel Old
3. CMS

3.回收整个Java堆(新生代和老年代)

1. G1收集器

今天我们详细谈谈以上7种垃圾回收器的优劣势。

1.Serial串行收集器-复制算法

Serial收集器是新生代单线程收集器，优点是简单高效，算是最基本、发展历史最悠久的收集器。它在进行垃圾收集时，必须暂停其他所有的工作线程，直到它收集完成。

Serial收集器依然是虚拟机运行在Client模式下默认新生代收集器，对于运行在Client模式下的虚拟机来说是一个很好的选择。

2.ParNew收集器-复制算法

ParNew收集器是新生代并行收集器，其实就是Serial收集器的多线程版本。

除了使用多线程进行垃圾收集之外，其余行为包括Serial收集器可用的所有控制参数、收集算法、Stop The Worl、对象分配规则、回收策略等都与Serial 收集器完全一样。

3.Parallel Scavenge（并行回收）收集器-复制算法

Parallel Scavenge收集器是新生代并行收集器，追求高吞吐量，高效利用 CPU。

该收集器的目标是达到一个可控制的吞吐量（Throughput）。所谓吞吐量就是CPU用于运行用户代码的时间与CPU总消耗时间的比值，即 吞吐量=运行用户代码时间/（运行用户代码时间 垃圾收集时间）

停顿时间越短就越适合需要与用户交互的程序，良好的响应速度能提升用户体验，而高吞吐量则可用高效率地利用CPU时间，尽快完成程序的运算任务，主要适合在后台运算而不需要太多交互的任务。

1.Serial Old 收集器-标记整理算法

Serial Old是Serial收集器的老年代版本，它同样是一个单线程(串行)收集器，使用标记整理算法。这个收集器的主要意义也是在于给Client模式下的虚拟机使用。

如果在Server模式下，主要两大用途：

（1）在JDK1.5以及之前的版本中与Parallel Scavenge收集器搭配使用

（2）作为CMS收集器的后备预案，在并发收集发生Concurrent Mode Failure时使用

2.Parallel Old 收集器-标记整理算法

Parallel Old 是Parallel Scavenge收集器的老年代版本，使用多线程和“标记-整理”算法。这个收集器在1.6中才开始提供。

3.CMS收集器-标记整理算法

CMS(Concurrent Mark Sweep)收集器是一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器。

目前很大一部分的Java应用集中在互联网站或者B/S系统的服务端上，这类应用尤其重视服务器的响应速度，希望系统停顿时间最短，以给用户带来较好的体验。CMS收集器就非常符合这类应用的需求。

CMS收集器是基于“标记-清除”算法实现的，它的运作过程相对前面几种收集器来说更复杂一些，整个过程分为4个步骤：

（1）初始标记

（2）并发标记

（3）重新标记

（4）并发清除

其中，初始标记、重新标记这两个步骤仍然需要“Stop The World”

CMS收集器主要优点：

1. 并发收集
2. 低停顿

CMS三个明显的缺点：

（1）CMS收集器对CPU资源非常敏感。CPU个数少于4个时，CMS对于用户程序的影响就可能变得很大，为了应付这种情况，虚拟机提供了一种称为“增量式并发收集器”的CMS收集器变种。

（2）CMS收集器无法处理浮动垃圾，可能出现“Concurrent Mode Failure”失败而导致另一次Full GC的产生。在JDK1.5的默认设置下，CMS收集器当老年代使用了68%的空间后就会被激活。

（3）CMS是基于“标记-清除”算法实现的收集器，手机结束时会有大量空间碎片产生。空间碎片过多，可能会出现老年代还有很大空间剩余，但是无法找到足够大的连续空间来分配当前对象，不得不提前出发FullGC。

1.G1收集器-标记整理算法

JDK1.7后全新的回收器, 用于取代CMS收集器。

G1收集器的优势：

1. 独特的分代垃圾回收器,分代GC: 分代收集器, 同时兼顾年轻代和老年代
2. 使用分区算法, 不要求eden, 年轻代或老年代的空间都连续
3. 并行性: 回收期间, 可由多个线程同时工作, 有效利用多核cpu资源
4. 空间整理: 回收过程中, 会进行适当对象移动, 减少空间碎片
5. 可预见性: G1可选取部分区域进行回收, 可以缩小回收范围, 减少全局停顿

G1收集器的运作大致可划分为一下步骤：

G1收集器的手机阶段也分以下几个步骤：

1、初始标记（只是标记一下GC Roots能直接关联到的对象，并修改可以得Region中创建新对象，这阶段需要停顿线程，但耗时很短）

2、并发标记（从GC Roots开始对堆中对象进行可达性分析，找出存活对象）

3、最终标记（修正在并发标记期间因月洪湖程序继续运行而导致标记产生变动的那一部分标记记录）

4、筛选回收（首先对各个Regin的回收价值和成本进行排序，根据用户所期待的GC停顿时间指定回收计划，回收一部分Region）

本文主要介绍了JVM中的垃圾回收器，主要包括串行回收器、并行回收器以及CMS回收器、G1回收器。他们各自都有优缺点，通常来说你需要根据你的业务，进行基于垃圾回收器的性能测试，然后再做选择。下面给出配置回收器时，经常使用的参数：

-XX: UseSerialGC：在新生代和老年代使用串行收集器

-XX: UseParNewGC：在新生代使用并行收集器

-XX: UseParallelGC ：新生代使用并行回收收集器，更加关注吞吐量

-XX: UseParallelOldGC：老年代使用并行回收收集器

-XX:ParallelGCThreads：设置用于垃圾回收的线程数

-XX: UseConcMarkSweepGC：新生代使用并行收集器，老年代使用CMS 串行收集器

-XX:ParallelCMSThreads：设定CMS的线程数量

-XX: UseG1GC：启用G1垃圾回收器

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