CMS 垃圾收集器

一、如何使用

• 1999 年 jdk1.3.1 发布了 serial GC 收集器

• 2002 年 jdk1.4 发布，Parallel GC 和 CMS 一起发布

• Parallel GC 在 JDK6 之后成为 Hotspot 默认垃圾收集器

serial GC、ParallelGC、CMS 之间比较：

• 如果你想最小化的使用内存和并行开销，请选用 serial GC

• 如果你想最大化应用的吞吐量，请使用 Parallel

• 如果你想最小化 GC 的中断或停顿时间，请选用 CMS

开启方式：

• 使用 serial：-XX:+UseSerialGC

• 使用 ParNew：-XX:+UseParNewGC (老年代使用 serial Old)

• 使用 Parallel：-XX:+UseParallelGC (PS + serial Old)、-XX:+UseParallelOldGC (PS + PS Old)

• 使用 CMS：-XX:UseConcMarkSweepGC （年轻代使用 ParNew）

二、回收流程

1、初始标记

会发生 STW，仅仅标记 GC ROOT，过程非常快。容易理解

2、并发标记

此阶段是根据 GC ROOT 全堆 Trace 的过程，与用户线程并发执行。

此阶段可能会产生三个问题：

首先需要明白一个东西：CMS 回收是针对老年代的：

老年的的对象有两个来源：

1）由新生代晋升而来

2）大对象直接分配在老年代。由 -XX:PretenureSizeThreshold 控制

a、如果用户程序产生了新的引用（比如在栈上产生了一个 GC ROOT），怎么办？

此时这个对象会被直接分配到 CMS 预留的空间中。这个空间不会发生 GC。

b、如果已经标记完成的对象、指向了一个新的引用怎么办？

通过写屏障记录新产生的引用，重新标记阶段会以其为 GC ROOT 重新扫描

c、如果已经标记完的对象，删除了一个引用怎么办？

此时 CMS 会不处理这种情况，无用引用，因为已经标记了，所以不会被本次回收。此时是 CMS 的问题：会产生浮动垃圾。

3、重新标记

STW、修正并发标记期间因用户程序产生的对象引用的变更。

4、并发清除

并发清除产生的由 并发标记、重新标记阶段 标记的垃圾。注意：此阶段用户线程也在跑，所以用户线程产生的引用不应该被清理。

三、何时触发 GC

1、Promotion Fail：年轻代晋升失败

2、Comcurrent Mode failure：CMS GC 期间，预留空间不够用户线程使用。通过 -XX:+CMSInitiatingOccupancyFaraction 设置阈值。老年代使用率超过多少会触发 GC。此时是只是老年代 GC，在分代模型中，仅仅这个会发生 Major GC。其余都是 Full GC。

四：缺点

• 因为 CMS 是多线程的，如果并行开销大的话，会影响用户线程执行

• 浮动垃圾

• 内存碎片

四、调优参数

• -XX:ParallelGCThreads 设置年轻代 ParNew 使用的线程数。默认开启的线程数量与 CPU 核数相同

• -XX:ConcGCThreads 早期也叫 ParallelCMSThreads。默认为 （ParallelGCThreads + 3） / 4.也就是说 4 核时，CMS 线程数为 1。8 核时，线程数为 2.

• -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection 默认为 0，执行几次 Full GC 以后会进行空间整理。

• -XX:+CMSInitiatingOccupancyFaraction 默认为 92%，指定老年代使用超过多少一个进行仅限于老年代的回收。

五、增量更新

所谓增量更新就是在并发标记过程中，把赋值的这种新增的引用，做一个集合存起来。在重新标记的时候会找到集合里面的引用然后重新去扫描，再把源头标记为灰色。这就是我们的增量更新。当然，在把我们新增的引用放到集合的时候，会实现一种写屏障的方式。写屏障我们可以理解为在赋值操作的前面加一个方法，赋值的后面做一些操作，也可以理解为 AOP。