GC收集器有哪些?CMS收集器与G1收集器的特点。

xiaoxiao2021-02-28  15

1Serial收集器

Serial收集器是最基本的收集器,这是一个单线程收集器,它单线程的意义不仅仅是说明它只用一个线程去完成垃圾收集工作,更重要的是在它进行垃圾收集工作时,必须暂停其他工作线程,直到它收集完成Sun将这件事称之为”Stop the world“

没有一个收集器能完全不停顿,只是停顿的时间长短。

虽然Serial收集器的缺点很明显,但是它仍然是JVMClient模式下的默认新生代收集器。它有着优于其他收集器的地方:简单而高效(与其他收集器的单线程比较),Serial收集器由于没有线程交互的开销,专心只做垃圾收集自然也获得最高的效率。在用户桌面场景下,分配给JVM的内存不会太多,停顿时间完全可以在几十到一百多毫秒之间,只要收集不频繁,这是完全可以接受的。

2ParNew收集器

ParNewSerial的多线程版本,在回收算法、对象分配原则上都是一致的。ParNew收集器是许多运行在Server模式下的默认新生代垃圾收集器,其主要在于除了Serial收集器,目前只有ParNew收集器能够与CMS收集器配合工作。

3Parallel Scavenge收集器

Parallel Scavenge收集器是一个新生代垃圾收集器,其使用的算法是复制算法,也是并行的多线程收集器。

Parallel Scavenge 收集器更关注可控制的吞吐量,吞吐量等于运行用户代码的时间/(运行用户代码的时间+垃圾收集时间)。直观上,只要最大的垃圾收集停顿时间越小,吞吐量是越高的,但是GC停顿时间的缩短是以牺牲吞吐量和新生代空间作为代价的。比如原来10秒收集一次,每次停顿100毫秒,现在变成5秒收集一次,每次停顿70毫秒。停顿时间下降的同时,吞吐量也下降了。

停顿时间越短就越适合需要与用户交互的程序;而高吞吐量则可以最高效的利用CPU的时间,尽快的完成计算任务,主要适用于后台运算。

4Serial Old收集器

Serial Old收集器是Serial收集器的老年代版本,也是一个单线程收集器,采用标记-整理算法进行回收。其运行过程与Serial收集器一样。

5Parallel Old收集器

Parallel Old收集器是Parallel Scavenge收集器的老年代版本,使用多线程和标记-整理算法进行垃圾回收。其通常与Parallel Scavenge收集器配合使用,吞吐量优先收集器是这个组合的特点,在注重吞吐量和CPU资源敏感的场合,都可以使用这个组合。

6CMS 收集器

CMSConcurrent Mark Sweep)收集器是一种以获取最短停顿时间为目标的收集器,CMS收集器采用标记--清除算法,运行在老年代。主要包含以下几个步骤:

· 初始标记

· 并发标记

· 重新标记

· 并发清除

其中初始标记和重新标记仍然需要“Stop the world”。初始标记仅仅标记GC Root能直接关联的对象,并发标记就是进行GC Root Tracing过程,而重新标记则是为了修正并发标记期间,因用户程序继续运行而导致标记变动的那部分对象的标记记录。

由于整个过程中最耗时的并发标记和并发清除,收集线程和用户线程一起工作,所以总体上来说,CMS收集器回收过程是与用户线程并发执行的。虽然CMS优点是并发收集、低停顿,很大程度上已经是一个不错的垃圾收集器,但是还是有三个显著的缺点:

· CMS收集器对CPU资源很敏感。在并发阶段,虽然它不会导致用户线程停顿,但是会因为占用一部分线程(CPU资源)而导致应用程序变慢。

· CMS收集器不能处理浮动垃圾。所谓的浮动垃圾,就是在并发标记阶段,由于用户程序在运行,那么自然就会有新的垃圾产生,这部分垃圾被标记过后,CMS无法在当次集中处理它们,只好在下一次GC的时候处理,这部分未处理的垃圾就称为浮动垃圾。也是由于在垃圾收集阶段程序还需要运行,即还需要预留足够的内存空间供用户使用,因此CMS收集器不能像其他收集器那样等到老年代几乎填满才进行收集,需要预留一部分空间提供并发收集时程序运作使用。要是CMS预留的内存空间不能满足程序的要求,这是JVM就会启动预备方案:临时启动Serial Old收集器来收集老年代,这样停顿的时间就会很长。

· 由于CMS使用标记--清除算法,所以在收集之后会产生大量内存碎片。当内存碎片过多时,将会给分配大对象带来困难,这是就会进行Full GC

6G1收集器

G1收集器与CMS相比有很大的改进:

· G1收集器采用标记--整理算法实现。

· 可以非常精确地控制停顿。

G1收集器可以实现在基本不牺牲吞吐量的情况下完成低停顿的内存回收,这是由于它极力的避免全区域的回收,G1收集器将Java堆(包括新生代和老年代)划分为多个区域(Region),并在后台维护一个优先列表,每次根据允许的时间,优先回收垃圾最多的区域 

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