十大垃圾回收器详解

十大垃圾回收器详解
JVM调优的第一要义就是重启，但是注意这是不优雅的方式但是管用。
Serial:回收垃圾时采用单线程运行机制就像是一个房间只能有一个人进行打扫如果空间很小的情况下可以使用Serial进行垃圾回收但是当空间很大时那个垃圾回收的速度将会很慢有可能造成卡顿，当工作线程将内存占满后垃圾回收器会停止工作线程的产生即进入到STW等待时间中进行垃圾回收等待，当Serial将内存中无用的对象进行回收完毕后才允许工作线程继续进行工作，Serial存在于年轻代中主要用Copying拷贝算法进行垃圾回收。
图解：

Serial Old :主要意义与Serial的意义相同，只不过此垃圾回收器用在老年代中主要采用标记清除算法或者标记压缩算法进行。

ParallelScavenge(PS):此垃圾回收器为多线程回收机制，适用于内存比较大的时候，比如几个G的内存时可用如果再大那么也会造成STW时间过长，当内存满了时停止工作线程，然后让多个线程进行垃圾回收，多线程就像是多个人同时在一个区域中进行垃圾清理。使用于新生代中既用到的算法为Copying拷贝算法垃圾回收速度快。
图解：并行多线程
在jdk1.8后自己没有设置过默认使用的就是ps和po

Parallel Old:此垃圾回收器和上面的PS机制相同只不过PS是用在新生代中，PO是用在老年代中，所用算法为标记清除算法或者标记压缩算法。

ParNew:此垃圾回收器就是一个翻版的PS垃圾回收器，主要是用来配合CMS垃圾回收器进行使用的。ParNew主要用于新生代中，也是用STW时间多线程清理垃圾，采用拷贝算法。

CMS:CMS是老年代垃圾收集器，在收集过程中可以与用户线程并发操作。它可以与Serial收集器和Parallel New收集器搭配使用。CMS牺牲了系统的吞吐量来追求收集速度，适合追求垃圾收集速度的服务器上。可以通过JVM启动参数：-XX:+UseConcMarkSweepGC来开启CMS。
CMS 处理过程有七个步骤：
初始标记(CMS-initial-mark) ,会导致stw,只找到最根上的对象;
并发标记(CMS-concurrent-mark)，与用户线程同时运行；
预清理（CMS-concurrent-preclean），与用户线程同时运行；
可被终止的预清理（CMS-concurrent-abortable-preclean） 与用户线程同时运行；
重新标记(CMS-remark) ，会导致swt；
并发清除(CMS-concurrent-sweep)，与用户线程同时运行；
并发重置状态等待下次CMS的触发(CMS-concurrent-reset)，与用户线程同时运行；

如何找到误标和漏标的方法
三色标记法：
1.白色代表未被标记的对象
2.灰色代表自身被标记，成员变量未被标记的对象
3.黑色代表自身和成员变量均被标记完成

CMS会产生浮动垃圾问题

G1:
并行与并发：G1能充分利用多CPU、多核环境下的硬件优势，使用多个CPU来缩短Stop-The-World停顿时间。部分收集器原本需要停顿Java线程来执行GC动作，G1收集器仍然可以通过并发的方式让Java程序继续运行。
分代收集：G1能够独自管理整个Java堆，并且采用不同的方式去处理新创建的对象和已经存活了一段时间、熬过多次GC的旧对象以获取更好的收集效果。
空间整合：G1运作期间不会产生空间碎片，收集后能提供规整的可用内存。
可预测的停顿：G1除了追求低停顿外，还能建立可预测的停顿时间模型。能让使用者明确指定在一个长度为M毫秒的时间段内，消耗在垃圾收集上的时间不得超过N毫秒。
G1为什么能建立可预测的停顿时间模型？
因为它有计划的避免在整个Java堆中进行全区域的垃圾收集。G1跟踪各个Region里面的垃圾堆积的大小，在后台维护一个优先列表，每次根据允许的收集时间，优先回收价值最大的Region。这样就保证了在有限的时间内可以获取尽可能高的收集效率。
G1与其他收集器的区别：
其他收集器的工作范围是整个新生代或者老年代、G1收集器的工作范围是整个Java堆。在使用G1收集器时，它将整个Java堆划分为多个大小相等的独立区域（Region）。虽然也保留了新生代、老年代的概念，但新生代和老年代不再是相互隔离的，他们都是一部分Region（不需要连续）的集合。
G1收集器存在的问题：
Region不可能是孤立的，分配在Region中的对象可以与Java堆中的任意对象发生引用关系。在采用可达性分析算法来判断对象是否存活时，得扫描整个Java堆才能保证准确性。其他收集器也存在这种问题（G1更加突出而已）。会导致Minor GC效率下降。
G1收集器是如何解决上述问题的？
采用Remembered Set来避免整堆扫描。G1中每个Region都有一个与之对应的Remembered Set，虚拟机发现程序在对Reference类型进行写操作时，会产生一个Write Barrier暂时中断写操作，检查Reference引用对象是否处于多个Region中（即检查老年代中是否引用了新生代中的对象），如果是，便通过CardTable把相关引用信息记录到被引用对象所属的Region的Remembered Set中。当进行内存回收时，在GC根节点的枚举范围中加入Remembered Set即可保证不对全堆进行扫描也不会有遗漏。
如果不计算维护 Remembered Set 的操作，G1收集器大致可分为如下步骤：
初始标记：仅标记GC Roots能直接到的对象，并且修改TAMS（Next Top at Mark Start）的值，让下一阶段用户程序并发运行时，能在正确可用的Region中创建新对象。（需要线程停顿，但耗时很短。）
并发标记：从GC Roots开始对堆中对象进行可达性分析，找出存活对象。（耗时较长，但可与用户程序并发执行）
最终标记：为了修正在并发标记期间因用户程序执行而导致标记产生变化的那一部分标记记录。且对象的变化记录在线程Remembered Set  Logs里面，把Remembered Set  Logs里面的数据合并到Remembered Set中。（需要线程停顿，但可并行执行。）
筛选回收：对各个Region的回收价值和成本进行排序，根据用户所期望的GC停顿时间来制定回收计划。（可并发执行）