1. 垃圾回收器的分類

• 按線程數(shù)：串行垃圾和并行
• 按工作模式：并發(fā)式和獨(dú)占式
  1. 并發(fā)式：垃圾回收線程與用戶線程交替工作，減少應(yīng)用程序的停頓時(shí)間。
  2. 獨(dú)占式：一旦運(yùn)行，停止其他用戶線程，知道垃圾回收過程結(jié)束。
• 按內(nèi)存碎片情況：

1. 壓縮：回收完成后，會(huì)對(duì)存活對(duì)象進(jìn)行內(nèi)存整理。再次分配時(shí)可以使用指針碰撞
2. 非壓縮：不會(huì)整理內(nèi)存碎片，需要空閑列表來維護(hù)可用空間。

• 按工作的內(nèi)存區(qū)域

1. 新生代
2. 老年代

2. 垃圾回收器的標(biāo)準(zhǔn)

• 在保證最大吞吐量的情況下，盡可能的減少響應(yīng)時(shí)間

3. 垃圾回收器的組合

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JDK8中默認(rèn)的是ParallelScavengeGC +ParllelOldGC

• 紅色虛線說明
  在JDK8中對(duì)SerialGC+CMS GC和ParNewGC+SerialOldGC進(jìn)行來過期處理,在JDK9中徹底移除。
• 綠色虛線說明
  在JDK14中，Parallel ScavengeGC+ SerialOldGC 過期處理
• 藍(lán)色線框說明
  在JDK14中 ，將CMS刪除了

4. 如何查看默認(rèn)垃圾回收器

JDK8中默認(rèn)使用的是Parallel ScavengeGC +ParallelOldGC

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5. Serial與Serial Old垃圾回收器

Serial

• Serial回收器是歷史比較悠久的一種回收器，在jdk1.3之前垃圾回收的唯一選擇。
• HotSpot中client模式下的針對(duì)年輕代默認(rèn)垃圾回收器
• SerialGC針對(duì)的是年輕代的收集，采用復(fù)制算法，串行回收+STW機(jī)制。

Serial Old

• HotSpot中client模式下的老年代默認(rèn)垃圾回收器

• SerialOld是針對(duì)老年代的回收，也是采用的串行回收，但是算法采用的標(biāo)記-壓縮

• SerialOld 在server模式下，1. 主要是配合Parallel ScavengeGC使用（JDK14中已過期），2. 作為CMS的退化備選方案。

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Serial 和SerialOld 的優(yōu)點(diǎn)：

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如何使用

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6. ParNew垃圾回收器

• ParNew 是Serial 的并行版本， New代表了只針對(duì)新生代進(jìn)行處理，采用復(fù)制算法+并行的方式回收垃圾。
• 適用于多CPU下。大部分情況下與CMS搭配使用。

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7. Parallel Scavenge 與Parallel Old垃圾回收器（吞吐量?jī)?yōu)先）

• Parallel Scavenge 一般和Parallel Old搭配使用，但是也可以和serialOld搭配（在JDK14 中被移除）
• Parallel Scavenge 也采用復(fù)制算法+并行+STW機(jī)制
• Parallel Scavenge 和ParalleNew 有什么區(qū)別：
  1. Parallel Scavenge的目標(biāo)是達(dá)到一個(gè)可控制吞吐量的垃圾回收器。也被稱為吞吐量?jī)?yōu)先垃圾回收器。
  2. Parallel Scavenge有自適應(yīng)調(diào)節(jié)策略。

Parallel Old

• Parallel Old采用標(biāo)記壓縮+并行+STW

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8. CMS （Concurrent-Mark-Sweep）垃圾回收器（響應(yīng)時(shí)間優(yōu)先）

• CMS使用的是標(biāo)記-清除算法
• CMS 針對(duì)的是老年代，新生代可搭配SerialGC 或ParNewGC
• CMS 會(huì)產(chǎn)生2次STW,分別是初始標(biāo)記，重寫標(biāo)記
• 觸發(fā)CMS的情況：
  1. 擴(kuò)容縮容會(huì)觸發(fā) Old 區(qū)達(dá)到回收閾值、MetaSpace 空間不足、Young 區(qū)晉升失敗、大對(duì)象擔(dān)保失敗，手工調(diào)用System.gc()

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• 初始標(biāo)記(Initial-Mark )： 僅僅標(biāo)記出GCRoot能直接關(guān)聯(lián)的對(duì)象，會(huì)發(fā)生STW，執(zhí)行時(shí)間較短。

• 并發(fā)標(biāo)記(Concurrent-Mark): 從GCRoot可以直接關(guān)聯(lián)的對(duì)象遍歷整個(gè)對(duì)象圖的過程。執(zhí)行時(shí)間較長(zhǎng)，但是可以與用戶線程并行執(zhí)行。

• 重新標(biāo)記(Remark): 修正并發(fā)標(biāo)記期間，因用戶線程線程繼續(xù)運(yùn)作而導(dǎo)致標(biāo)記變動(dòng)的那一步部分對(duì)象的標(biāo)記記錄。通常比Initial-Mark 的執(zhí)行時(shí)間長(zhǎng)，但是比Concurrent-Mark要短。 會(huì)發(fā)生STW。

• 并發(fā)清理： 清除那些需要被刪除的對(duì)象，釋放內(nèi)存。（標(biāo)記-清除算法）

• 重置線程

CMS的特點(diǎn)

• 優(yōu)點(diǎn)
  1. 低延遲
• 缺點(diǎn)：
  1. 產(chǎn)生內(nèi)存碎片，當(dāng)遇到大對(duì)象時(shí)，可能會(huì)提前觸發(fā)full GC當(dāng)發(fā)生
  2. 對(duì)CPU資源敏感，因?yàn)榕c用戶線程并行執(zhí)行，從總體來說降低了吞吐量。

3. CMS 發(fā)生收集器退化對(duì)情況

參考文獻(xiàn)：
https://tech.meituan.com/2020/11/12/java-9-cms-gc.html

9. G1垃圾回收器：分區(qū)收集

• 核心設(shè)計(jì)： 延遲可控的情況下，盡可能獲得高的吞吐量。
• 主要針對(duì)多核心CPU+大內(nèi)存的機(jī)器

為什么叫G1

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G1 相比于其他垃圾回收器的特點(diǎn)

1. 并行并發(fā)&分帶收集

   
   
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2. 空間整理

   • CMS 使用標(biāo)記-清除，會(huì)有內(nèi)存碎片，執(zhí)行若干次GC后才會(huì)整理內(nèi)存。
   • G1 將內(nèi)存劃分為Region，在region之間是復(fù)制算法,當(dāng)整體上來看是標(biāo)記-壓縮.兩重算法都避免來內(nèi)存碎片。尤其當(dāng)java 堆特別大時(shí)，G1 的性能更明顯。

3. 可預(yù)測(cè)的時(shí)間停頓

   
   
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G1 Region 化整為零

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1. G1 Region 為什么要新增一個(gè)Humongous區(qū)：

   
   
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G1 的回收過程

年輕代GC（YoungGC）

1. 當(dāng)eden區(qū)內(nèi)存空間不足時(shí)，會(huì)觸發(fā)YoungGC
   老年代并發(fā)標(biāo)記（Concurrent Marking）
   混合回收（Mixed GC）
   FullGC

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G1垃圾回收過程的詳細(xì)說明：

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G1 記憶集與寫屏障

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關(guān)于G1 的優(yōu)化

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7中垃圾回收器的總結(jié)

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