瞭解CMS(Concurrent Mark-Sweep)垃圾回收器

1.整體介紹：

CMS(Concurrent Mark-Sweep)是以犧牲吞吐量爲代價來得到最短回收停頓時間的垃圾回收器。對於要求服務器響應速度的應用上，這種垃圾回收器很是適合。在啓動JVM參數加上-XX:+UseConcMarkSweepGC ，這個參數表示對於老年代的回收採用CMS。CMS採用的基礎算法是：標記—清除。

2.CMS過程：

• 初始標記(STW initial mark)

• 併發標記(Concurrent marking)

• 併發預清理(Concurrent precleaning)

• 從新標記(STW remark)

• 併發清理(Concurrent sweeping)

• 併發重置(Concurrent reset)

初始標記 ：在這個階段，須要虛擬機停頓正在執行的任務，官方的叫法STW(Stop The Word)。這個過程從垃圾回收的"根對象"開始，只掃描到可以和"根對象"直接關聯的對象，並做標記。因此這個過程雖然暫停了整個JVM，可是很快就完成了。

併發標記 ：這個階段緊隨初始標記階段，在初始標記的基礎上繼續向下追溯標記。併發標記階段，應用程序的線程和併發標記的線程併發執行，因此用戶不會感覺到停頓。

併發預清理 ：併發預清理階段仍然是併發的。在這個階段，虛擬機查找在執行併發標記階段新進入老年代的對象(可能會有一些對象重新生代晉升到老年代， 或者有一些對象被分配到老年代)。經過從新掃描，減小下一個階段"從新標記"的工做，由於下一個階段會Stop The World。

從新標記 ：這個階段會暫停虛擬機，收集器線程掃描在CMS堆中剩餘的對象。掃描從"跟對象"開始向下追溯，並處理對象關聯。

併發清理 ：清理垃圾對象，這個階段收集器線程和應用程序線程併發執行。

併發重置 ：這個階段，重置CMS收集器的數據結構，等待下一次垃圾回收。

 

CSM執行過程： 

3.CMS缺點

• CMS回收器採用的基礎算法是Mark-Sweep。全部CMS不會整理、壓縮堆空間。這樣就會有一個問題：通過CMS收集的堆會產生空間碎片。 CMS不對堆空間整理壓縮節約了垃圾回收的停頓時間，但也帶來的堆空間的浪費。爲了解決堆空間浪費問題，CMS回收器再也不採用簡單的指針指向一塊可用堆空 間來爲下次對象分配使用。而是把一些未分配的空間彙總成一個列表，當JVM分配對象空間的時候，會搜索這個列表找到足夠大的空間來hold住這個對象。

• 須要更多的CPU資源。從上面的圖能夠看到，爲了讓應用程序不停頓，CMS線程和應用程序線程併發執行，這樣就須要有更多的CPU，單純靠線程切 換是不靠譜的。而且，從新標記階段，爲空保證STW快速完成，也要用到更多的甚至全部的CPU資源。固然，多核多CPU也是將來的趨勢！

• CMS的另外一個缺點是它須要更大的堆空間。由於CMS標記階段應用程序的線程仍是在執行的，那麼就會有堆空間繼續分配的狀況，爲了保證在CMS回 收完堆以前還有空間分配給正在運行的應用程序，必須預留一部分空間。也就是說，CMS不會在老年代滿的時候纔開始收集。相反，它會嘗試更早的開始收集，已 避免上面提到的狀況：在回收完成以前，堆沒有足夠空間分配！默認當老年代使用68%的時候，CMS就開始行動了。 – XX:CMSInitiatingOccupancyFraction =n 來設置這個閥值。

總得來講，CMS回收器減小了回收的停頓時間，可是下降了堆空間的利用率。

4.啥時候用CMS

若是你的應用程序對停頓比較敏感，而且在應用程序運行的時候能夠提供更大的內存和更多的CPU(也就是硬件牛逼)，那麼使用CMS來收集會給你帶來好處。還有，若是在JVM中，有相對較多存活時間較長的對象(老年代比較大)會更適合使用CMS。