第六章 JVM垃圾收集器（2）

上一章记录了几种常见的垃圾收集器，见《第五章 JVM垃圾收集器（1）》

1、G1

说明：

• 从上图来看，G1与CMS相比，仅在最后的"筛选回收"部分不同（CMS是并发清除），实际上G1回收器的整个堆内存的划分都与其他收集器不同。
• CMS需要配合ParNew，G1可单独回收整个空间

原理：

• G1收集器将整个堆划分为多个大小相等的Region
• G1跟踪各个region里面的垃圾堆积的价值（回收后所获得的空间大小以及回收所需时间长短的经验值），在后台维护一张优先列表，每次根据允许的收集时间，优先回收价值最大的region，这种思路：在指定的时间内，扫描部分最有价值的region（而不是扫描整个堆内存），并回收，做到尽可能的在有限的时间内获取尽可能高的收集效率。

运作流程：

• 初始标记：标记出所有与根节点直接关联引用对象。需要STW
• 并发标记：遍历之前标记到的关联节点，继续向下标记所有存活节点。
  • 在此期间所有变化引用关系的对象，都会被记录在Remember Set Logs中
• 最终标记：标记在并发标记期间，新产生的垃圾。需要STW
• 筛选回收：根据用户指定的期望回收时间回收价值较大的对象（看"原理"第二条）。需要STW

优点：

• 停顿时间可以预测：我们指定时间，在指定时间内只回收部分价值最大的空间，而CMS需要扫描整个年老代，无法预测停顿时间
• 无内存碎片：垃圾回收后会整合空间，CMS采用"标记-清理"算法，存在内存碎片
• 筛选回收阶段：
  • 由于只回收部分region，所以STW时间我们可控，所以不需要与用户线程并发争抢CPU资源，而CMS并发清理需要占据一部分的CPU，会降低吞吐量。
  • 由于STW，所以不会产生"浮动垃圾"（即CMS在并发清理阶段产生的无法回收的垃圾）

适用范围：

• 追求STW短：若ParNew/CMS用的挺好，就用这个；若不符合，用G1
• 追求吞吐量：用Parallel Scavenge/Parallel Old，而G1在吞吐量方面没有优势

2、几点注意

问题1、G1以外的其他收集器在回收垃圾的时候：要不只是扫描年轻代，要不只是扫描年老代。在年轻代的回收过程中，如果旧生代中的对象引用了年轻代的对象，那么我们只扫描年轻代就不行了，但是由于年老代一般而言是年轻代的3倍大小，如果年轻代、年老代一起去扫描的话，效率会急剧下降，这个问题怎么处理？

答：JVM采用remember set来做的这个事儿，当发现一个引用对象被赋值时，JVM发出一个write barrier指令来暂时中断写操作，检查被赋值的引用对象是不是处于年老代，且其引用的对象是不是处于新生代（即是不是年老代对象引用了年轻代对象），如果是，将相关引用信息记录到remember set。之后的扫描，我们会从根集合+remember set向下进行扫描。（也就是说真正的根集合，是JVM定义的根集合+remember set）

问题2、G1收集器为了做到GC时间可预测，采用扫描部分价值最大的region来实现，那么如果这部分region中的对象被其他region中的对象所引用，那么仅扫描前者可能就不行了，但是如果扫描全部region的话，又无法做到GC时间可预测，效率会大大下降，怎么办？

答：G1同理，为每一个region分配一个remember set，当发现一个引用对象被赋值时，JVM发出一个write barrier指令来暂时中断写操作，检查被赋值的引用对象与其引用的对象是不是处于不同的region（eg.a=b;检查a与b是不是在不同的region），如果是，将相关引用信息记录到当前region的remember set。之后的扫描，我们会从根集合+remember set向下进行扫描。

问题3、CMS与G1在并发标记的时候若发部分引用对象的引用关系发生了变化，怎么处理才能让重新标记的时候仅仅扫描出这些变化？

答：在并发标记期间，对象的引用关系若发生了变化，这些相关的记录就会记录到remember set logs；在重新标记阶段，将该logs的信息加入到remember set中去，然后再从remember set去向下trace节点。