Java虚拟机(JVM)：第四幕：自动内存管理 - 经典垃圾收集器

　　前言：如果说收集算法是内存回收的方法论，那么垃圾收集器则是内存回收的实践者。整哥Java堆 ：Full GC。

　　1、Serial收集器：最基础、历史最悠久的收集器，这是一个单线程工作的收集器。

　　2、ParNew收集器：是Serial收集器的多线程并行版本，可以说是跟Serial完全一样。

　　CMS收集器：实现了垃圾收集线程与用户线程(基本上)同时工作，作为老年代的收集器，ParNew收集器是激活CMS后的默认新生代的收集器，直到CMS的出现巩固了PartNew收集器的位置。然后，PartNew合并入CMS中，成为它专门处理新生代的组成部分，存在线程交互的开销。

　　3、Parallel Scavenge 收集器：是一款新生代收集器，基于标记 - 复制算法实现的收集器，也是并行收集的多线程收集器。特点主要是与其他收集器不同，CMS收集器的关注点尽可能地缩短垃圾收集时的用户线程的停顿时间。而Parallel Scavenge 收集器的目标是达到一个可控制的吞吐量。

　　所谓吞吐量是处理器用于运行用户代码的时间与处理器 总消耗时间的比值：

　　停顿时间越短越需要与用户交互且需要保证服务响应质量的程序，Parallel Scavenge 收集器提供了两个参数来精确的控制吞吐量：分别为控制最大垃圾收集停顿时间的参数以及直接设置吞吐量大小的参数。Parallel Scavenge 收集器也被称为“吞吐量优先收集器”。除了上述的两个参数之外，还有一个开关参数，这种调节方式被称为垃圾收集的自适应调整策略。自适应调整策略也是Parallel Scavenge 收集器区别于ParNew收集器的一个重要特征。

　　4、Serial Old 收集器：是Serial收集器的老年代版本，同样是一个单线程收集器，使用标记 - 整理算法。主要是供客户端模式下的HotSpot虚拟机使用。

　　5、Parallel Old 收集器：同样是Parallel Scavenge 收集器的老年代版本，支持多线程并发收集，基于标记 - 整理算法来实现，与Parallel Scavenge 收集器的搭配，满足了“吞吐量优先”的收集器。

　　6、CMS收集器：是一种基于标记 - 清除的算法来实现的，主要用来获取最短回收停顿时间为目标的收集器，较为关注服务的响应速度，希望系统的停顿时间尽可能的短，来给用户带来良好的交互体验。运行过程主要有四个步骤，包括：1、初始标记。2、并发标记。3、重新标记。4、并发清除。

　　CMS收集器有很明显的缺陷。首先CMS收集器对于处理器资源非常的敏感，只有在核心的处理器数量在四个或以上时，回收垃圾的线程才不会占用太多的处理器资源，因此面对这种情况，提供了一种增量式并发收集器，用户线程交替运行，尽可能减少垃圾收集线程的独占时间，虽然会导致整个垃圾的手机过程变长，但是对于用户程序的影响会显得小一些。

　　浮动垃圾：在CMS的并发标记和并发清理阶段，用户线程是继续运行的，程序在运行时伴随着新的垃圾对象不断产生，但是这一部分垃圾对象时出现在标记过程之后，CMS收集器没有办法在本次处理掉它们，只好留待下一次垃圾收集时，再次清理掉。

　　7、Garbage First收集器：简称为G1收集器：局部收集的设计思路，在JDK 10的时候，提出使用“统一的垃圾收集器接口”，将内存回收的“行为”与“实现”进行分离。用来关注停顿时间的控制来进行收集垃圾。G1收集器开创了基于Region的堆内存布局，将连续的Java堆划分为多个大小相等的独立区域，根据需求去扮演新生代的不同空间。

　　此外，Region还有一类特殊的Humongous区域，用来存储大对象：超过一个Region区域一半容量的对象。虽然G1收集器保留了新生代与老年代的概念。这是因为，G1收集器建立了可预测的停顿时间模型。

　　Region作为单次回收的最小单元，思路：跟踪每一个Region里面的垃圾积累的“价值”大小，价值：回收所获得的空间大小以及回收所需要时间的经验值，后台建立维护一个优先级的列表，来优先回收处理收益最大的Region。

　　针对Java堆分为多个独立的Region，Region之间存在的跨Region引用对象，采用卡表（我指向谁，谁指向我）的形式，G1收集器通过原始快照（SATB）算法来保证收集线程与用户线程互不干扰地运行。为了持续的创建新的对象，G1为每一个Region设计了两个名为TAMS的指针，将一部分空间划分出来用于并发回收过程中的新对象分配，默认在这个地址上的对象是被隐式标记的，默认为存活状态。

　　每一种垃圾收集器都有自己的优点和缺点，针对具体的场景，需要具体的分析。随着时间的发展，HotSpot虚拟机的开发者对于G1的不断优化，让G1在收集器的占有率市场一直稳步提高。