常见的垃圾回收器

1.JDK诞生 Serial追随 提高效率，诞生了PS，为了配合CMS，诞生了PN，CMS是1.4版本后期引入，CMS是里程碑式的GC，它开启了并发回收的过程，但是CMS毛病较多，因此目前任何一个JDK版本默认是CMS 并发垃圾回收是因为无法忍受STW（Stop-The-World）

2. Serial 年轻代 串行回收
单CPU效率最高，虚拟机是Client模式的默认垃圾回收器。Serial回收器使用单线程进行垃圾回收，使用复制算法。在 HotSpot 虚拟机中，使用-XX：+UseSerialGC 参数可以指定使用Serial（新生代串行收集器）+ Serial Old（老年代串行收集器）。

serial.png

3. PS 年轻代 并行回收
新生代并行回收收集器也是使用复制算法的收集器。从表面上看，它和并行收集器一样都是多线程、独占式的收集器。但是，并行回收收集器有一个重要的特点：它非常关注系统的吞吐量。
在启动参数中指定-XX:+UseParallelGC，会使用Parallel Scavenge（新生代并行回收收集器） + SerialOld的回收器组合
如果使用-XX:+UseParallelOldGC，表示Parallel Scavenge（新生代并行回收收集器）+ Parallel Old（并行回收收集器）

Paraller Scavenge.png

4. ParNew 年轻代 配合CMS的并行回收
Serial回收器的多线程版本，只能用于新生代。使用复制算法，多线程并行工作。在多CPU主机上的性能高于Serial，单CPU主机上的性能低于Serial。
如果使用-XX:+UseParNewGC，表示ParNew（并行收集器）+ Serial Old（串行收集器）

ParNew.png

5. SerialOld老年代 串行回收
Serial收集器的老年版本，独占式，单线程，使用的是标记--整理算法，这个收集器的目的也是用于Client模式下的虚拟机使用。

serial old.png

6. ParallelOld老年代 并行回收
是Parallel Scavenge收集器的老年版本，使用多线程和标记整理算法，注重吞吐量优先，在注重吞吐量和CPU资源铭感的场合，都可以考虑Parallel Scavenge加Parallel Old收集器。

Paraller old.png

7. ConcurrentMarkSweep 老年代 并发的， 垃圾回收和应用程序同时运行，降低STW的时间(200ms)

算法：三色标记 + Incremental Update
1.初始标记：Stop the world，只标记GC Roots能直接关联到的对象。
2.并发标记：GC Roots Tracing
3.重新标记：Stop the world，修正并发标记期间，因用户程序继续运行导致标记产生变动的那一部分对象的标记记录。
4.并发清除：并发清除可以和用户线程一起运行，所以总体上停顿的时间非常短。
但是CMS收集器有三个显著缺点：
1.对CPU资源敏感。
2.无法处理浮动垃圾。
3.收集结束后会产生大量碎片。

CMS.png

8. G1 (10ms) 算法：三色标记 + SATB
　　1.G1的设计原则是"首先收集尽可能多的垃圾(Garbage First)"。因此，G1并不会等内存耗尽(串行、并行)或者快耗尽(CMS)的时候开始垃圾收集，而是在内部采用了启发式算法，在老年代找出具有高收集收益的分区进行收集。同时G1可以根据用户设置的暂停时间目标　　自动调整年轻代和总堆大小，暂停目标越短年轻代空间越小、总空间就越大；
　　2.G1采用内存分区(Region)的思路，将内存划分为一个个相等大小的内存分区，回收时则以分区为单位进行回收，存活的对象复制到另一个空闲分区中。由于都是以相等大小的分区为单位进行操作，因此G1天然就是一种压缩方案(局部压缩)；
　　3.G1虽然也是分代收集器，但整个内存分区不存在物理上的年轻代与老年代的区别，也不需要完全独立的survivor(to space)堆做复制准备。G1只有逻辑上的分代概念，或者说每个分区都可能随G1的运行在不同代之间前后切换；
　　4.G1的收集都是STW的，但年轻代和老年代的收集界限比较模糊，采用了混合(mixed)收集的方式。即每次收集既可能只收集年轻代分区(年轻代收集)，也可能在收集年轻代的同时，包含部分老年代分区(混合收集)，这样即使堆内存很大时，也可以限制收集范围，从而  　　降低停顿。
　　原文链接：https://blog.csdn.net/coderlius/article/details/79272773

9. ZGC (1ms) PK C++ 算法：ColoredPointers + LoadBarrier

10. Shenandoah 算法：ColoredPointers + WriteBarrier

11. Eplison

12PS 和 PN区别的延伸阅读： ▪https://docs.oracle.com/en/java/javase/13/gctuning/ergonomics.html#GUID-3D0BB91E-9BFF-4EBB-B523-14493A860E73

10.垃圾收集器跟内存大小的关系

1.Serial 几十兆

2.PS 上百兆 - 几个G

3.CMS - 20G

4.G1 - 上百G

5.ZGC - 4T - 16T（JDK13）

1.8默认的垃圾回收：PS + ParallelOld

12.三色标记算法

　　1.用于CMS和G1垃圾回收器，发生在并发标记垃圾阶段

　　2.三色分别是：黑色（自身和成员变量均被标记完成），灰色（自身被标记，成员变量未被标记），白色（未被标记的对象）

　　3.三色标记是在根可达算法的基础上实现的。找到对象被引用就将其标记，未被标记的是垃圾。

　　4.漏标

　　第一阶段：A引用B，B引用C。A完全扫描标记黑色，B部分扫描标记灰色，C还未被扫描，标记白色

　　

 　　第二阶段：标记过程中，B到C的引用断开，此时A到C添加了新的引用。

　　　　　　　因为A已经被标记为黑色（完全扫描），所以当再次标记的时候，C不会被标记。

　　　　　　　　B已经不引用C，所以扫描灰色B的时候，也不会标记C。这种情况就是漏标

　　

　　5.漏标的解决办法

　　CMS：Incremental Update 增量更新，关注引用的增加

　　　　将黑色重新标记未灰色，下次重新扫描属性

　　G1：SATB snapshot at the beginning 关注引用的删除

　　　　讲引用推到GC的堆栈。保证C会被再次扫描。