CMS垃圾收集器與G1收集器

一、CMS收集器

  CMS收集器是一種以獲取最短回收停頓時間爲目標的收集器。基於「標記-清除」算法實現，它的運做過程以下：

1）初始標記

2）併發標記

3）從新標記

4）併發清除

  初始標記、重新標記這兩個步驟仍然須要「stop the world」，初始標記僅僅只是標記一下GC Roots能直接關聯到的對象，熟讀很快，併發標記階段就是進行GC Roots Tracing，而從新標記階段則是爲了修正併發標記期間因用戶程序繼續運做而致使標記產生表動的那一部分對象的標記記錄，這個階段的停頓時間通常會比初始標記階段稍長點，但遠比並發標記的時間短。

 

  CMS是一款優秀的收集器，主要優勢：併發收集、低停頓。

缺點：

1）CMS收集器對CPU資源很是敏感。在併發階段，它雖然不會致使用戶線程停頓，可是會由於佔用了一部分線程而致使應用程序變慢，總吞吐量會下降。

2）CMS收集器沒法處理浮動垃圾，可能會出現「Concurrent Mode Failure（併發模式故障）」失敗而致使Full GC產生。

浮動垃圾：因爲CMS併發清理階段用戶線程還在運行着，伴隨着程序運行天然就會有新的垃圾不斷產生，這部分垃圾出現的標記過程以後，CMS沒法在當次收集中處理掉它們，只好留待下一次GC中再清理。這些垃圾就是「浮動垃圾」。

3）CMS是一款「標記--清除」算法實現的收集器，容易出現大量空間碎片。當空間碎片過多，將會給大對象分配帶來很大的麻煩，每每會出現老年代還有很大空間剩餘，可是沒法找到足夠大的連續空間來分配當前對象，不得不提早觸發一次Full GC。

二、G1收集器

G1是一款面向服務端應用的垃圾收集器。G1具有以下特色：

一、並行於併發：G1能充分利用CPU、多核環境下的硬件優點，使用多個CPU（CPU或者CPU核心）來縮短stop-The-World停頓時間。部分其餘收集器本來須要停頓Java線程執行的GC動做，G1收集器仍然能夠經過併發的方式讓java程序繼續執行。

二、分代收集：雖然G1能夠不須要其餘收集器配合就能獨立管理整個GC堆，可是仍是保留了分代的概念。它可以採用不一樣的方式去處理新建立的對象和已經存活了一段時間，熬過屢次GC的舊對象以獲取更好的收集效果。

三、空間整合：與CMS的「標記--清理」算法不一樣，G1從總體來看是基於「標記整理」算法實現的收集器；從局部上來看是基於「複製」算法實現的。

四、可預測的停頓：這是G1相對於CMS的另外一個大優點，下降停頓時間是G1和ＣＭＳ共同的關注點，但Ｇ１除了追求低停頓外，還能創建可預測的停頓時間模型，能讓使用者明確指定在一個長度爲M毫秒的時間片斷內，

五、G1運做步驟：

一、初始標記；二、併發標記；三、最終標記；四、篩選回收

上面幾個步驟的運做過程和CMS有不少類似之處。初始標記階段僅僅只是標記一下GC Roots能直接關聯到的對象，而且修改TAMS的值，讓下一個階段用戶程序併發運行時，能在正確可用的Region中建立新對象，這一階段須要停頓線程，可是耗時很短，併發標記階段是從GC Root開始對堆中對象進行可達性分析，找出存活的對象，這階段時耗時較長，但可與用戶程序併發執行。而最終標記階段則是爲了修正在併發標記期間因用戶程序繼續運做而致使標記產生變更的那一部分標記記錄，虛擬機將這段時間對象變化記錄在線程Remenbered Set Logs裏面，最終標記階段須要把Remembered Set Logs的數據合併到Remembered Set Logs裏面，最終標記階段須要把Remembered Set Logs的數據合併到Remembered Set中，這一階段須要停頓線程，可是可並行執行。最後在篩選回收階段首先對各個Region的回收價值和成本進行排序，根據用戶所指望的GC停頓時間來制定回收計劃。

尾部介紹幾個名詞：

1，並行（Parallel）：多個垃圾收集線程並行工做，此時用戶線程處於等待狀態 
2，併發（Concurrent）：用戶線程和垃圾收集線程同時執行 
3，吞吐量：運行用戶代碼時間／（運行用戶代碼時間＋垃圾回收時間）

面試題：

吞吐量優先和響應優先的垃圾收集器如何選擇？

 

(1) 吞吐量優先的並行收集器 
參數配置： 
1, -Xmx4g -Xms4g -Xmn2g -Xss200k -XX:+UseParallelGC -XX:ParallelGCThreads=8 
說明：選擇Parallel Scavenge收集器，而後配置多少個線程進行回收，最好與處理器數目相等。

2，-Xmx4g -Xms4g -Xmn2g -Xss200k -XX:+UseParallelGC -XX:ParallelGCThreads=8 -XX:+UseParallelOldGC 
說明：配置老年代使用Parallel Old

3，-Xmx4g -Xms4g -Xmn2g -Xss200k -XX:+UseParallelGC -XX:MaxGCPauseMills=100 
說明：設置每次年輕代垃圾回收的最長時間。如何不能知足，那麼就會調全年輕代大小，知足這個設置

4，-Xmx4g -Xms4g -Xmn2g -Xss200k -XX:+UseParallelGC -XX:MaxGCPauseMills=100 -XX:+UseAdaptiveSizePolicy 
說明：並行收集器會自動選擇年輕代區大小和Survivor區的比例。

(2)響應時間優先的併發收集器 
1， -Xmx4g -Xms4g -Xmn2g -Xss200k -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseParNewGC 
說明：設置老年代的收集器是CMS，年輕代是ParNew

2，-Xmx4g -Xms4g -Xmn2g -Xss200k -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=5 -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection 
說明：首先設置運行多少次GC後對內存空間進行壓縮，整理。同時打開對年老代的壓縮（會影響性能）

spark面試順便問道，Spark Streaming應該選擇何種垃圾收集器？

--driver-java-options和 spark.executor.extraJavaOptions這兩個參數將driver和Executor垃圾回收器設置爲cms，以提升響應速度。