主要参考(copy)https://zhuanlan.zhihu.com/p/46730906
和深入理解JVM

一:简介
二：JDK1.8默认的Parallel Scavenge、Parallel Old
三：其他四个分代回收器
四：G1
五： 总结

一：简介

正式进入前先看下图解HotSpot虚拟机所包含的收集器：

图中展示了7种作用于不同分代的收集器，如果两个收集器之间存在连线，则说明它们可以搭配使用。虚拟机所处的区域则表示它是属于新生代还是老年代收集器。
新生代收集器：Serial、ParNew、Parallel Scavenge(左上角)
老年代收集器：CMS、Serial Old、Parallel Old(左下角)
整堆收集器： G1、ZGC、shenandoah(右边)
新生代、老年代垃圾回收器是两两配合的，图中有虚线，有虚线表示他们可以搭配使用，而G1、ZGC、Shenadnoah是整堆回收的不需要配合
//CMS和Serial Old可以搭配使用？他们不都是老年代回收器具吗？CMS比较特殊，不在此赘述，可以自己找资料。

二 ：JDK1.8默认的Parallel Scavenge、Parallel Old

1.Parallel Scanvenge（新生代）

它是使用复制算法的收集器，它可以和parallel old和serial old一起工作。它的关注点与其他收集器不同，CMS等收集器是尽可能的缩短垃圾收集时用户线程的停顿时间。Parallel Scavenge收集器关注的是吞吐量，目标是达到一个可控制的吞吐量，吞吐量=运行用户代码时间 /（运行用户代码时间+垃圾收集时间），即为CPU运行用户代码的时间与CPU总消耗时间的网速。停顿时间越短就越适合需要与用户交互的程序，良好的响应速度能提升用户体验；而高吞吐量则可以高效率的利用CPU时间，尽快完成程序的运算任务，适合在后台运算运算并且不需要太多交互的任务。Parallel Scavenge收集器提供了设置最大垃圾收集停顿时间:-XX：MaxGCPauseMills(收集器将尽量保证内存回收时间不超过设定值，但是注意这是以牺牲吞吐量和新生代空间为代价的：把它设置得太小：系统将会调整新生代空间，因为回收300M新生代肯定比回收500M快，但是GC的频率也随之增大了)和吞吐量大小:-XX:GCTimeRatio的参数以及一个开关参数UseAdaptiveSizePolicy，可以自动优化调整新生代（-xnm）大小、Eden与Survivor比值（-XX:SurvivorRatio）、晋升老年代大小（-XX：PretenuredThreshold）等细节参数，虚拟机会根据当前系统运行情况当太调整这些参数已提供最合适的停顿时间或者最大的吞吐量，这种方式称为“GC自适应”的调节策略。如果对收集器运作原理不太了解，手动优化存在困难时，使用Parallel Scavenge收集器把内存优化管理的任务交给虚拟机（只需要设置基本内存数据：-Xmx、最大垃圾收停顿时间（更关注停顿时间）或者吞吐量（更关注吞吐量））。自适应调节策略”也是Parallel Scavenge收集器与ParNew收集器的一个重要区别。

2.Parallel Old

Parallel Old是Parallel Scavenge收集器的老年代版本，采用“标记-整理算法”。在注重吞吐量以及CPU资源敏感的场合可以优先考虑：Parallel Scavenge + Parallel Old组合。

三：其他四个新老年代回收器

1.Serial收集器（新生代收集器）

复制算法、Serial：串行的意思。由名字就可知这是一个单线程的收集器，“单线程”的意义并不仅仅说明它只会使用一个cpu或是一条收集线程去完成垃圾收集工作，更重要的是在它进行垃圾收集时，必须暂停其他所有的工作线程，直到垃圾收集结束。“Stop the world”是由虚拟机在后台自动发起和完成的，在用户不可见的情况下把用户正常工作的线程全部停掉，意味着“你的计算机每工作一小时就会暂停响应5分钟。但是实际上它依然是虚拟机运行在client模式下的默认新生代收集器。它也有着优于其他收集器的地方：简单而高效。在用户的桌面应用场景中，分配各虚拟机管理的内存一般不会很大，收集几十兆甚至一两百兆的新生代，停顿时间可以控制在几十毫秒最多一百多毫秒以内，只要是不平凡发生这点停顿是可以接收的。所以Serial收集器对于运行在Client模式下的虚拟机来说是一个很好的选择。

2 .ParNew收集器（新生代收集器）

它其实就是Serial收集器的多线程版本，复制算法，除了使用多条线程进行垃圾收集外，其余行为包括Serial收集器可用的所有控制参数。收集算法、Stop The World、回收策略等都与Serial收集器完全一样。Serial和parNew两个收集器都可以并且只可以与老年代的CMS和serial old GC一起工作。

3.Serial Old

是Serial收集器的老年代版本，它同样是是一个单线程收集器。使用“标记-整理”算法，主要意义也是给Client模式下的虚拟机使用。

4.CMS（Concurrent Mark Sweep）收集器

一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器（希望系统停顿时间最短，以给用户带来较好的体验）。从名字中的“Mark Sweep”可以看出CMS收集器是基于“标记-清除”算法实现的，它的运作过程可分为4个步骤：初始标记、并发标记、重新标记、并发清除。其中，初始标记、重新标记这两个步骤仍然需要“Stop the World”。初始标记仅仅只是标记一下GC Roots能直接关联到的对象，速度很快；并发标记阶段就是进行GC Roots Tracing的过程；而重新标记阶段，则是为了修正并发标记期间因用户程序继续运行而导致标记产生变动的那一部分对象的标记记录，这一阶段的停顿时间一般会比初始标记阶段稍长一些，但远比并发标记时间短。整个过程只有初试标记和重新标记需要“stop the world”，具有并发、低停顿优点。但是它由三个明显缺点：1.CMS收集器对CPU资源非常敏感：在并发阶段虽然不会导致用户线程停顿，但是会因为占用了一部分线程（CPU资源）而导致应用程序变慢，总吞吐量降低；CMS收集器无法收集浮动垃圾：可能出现“Concurrent Mode Failure”失败而导致来一次Full GC的产生（这时会使用serial odl作为CMS的临时替代收集器）。CMS并发清理阶段用户线程还在运行，期间自然会有新的垃圾产生，只能等待下一次GC时在清理，这部分垃圾称为“浮动垃圾”。另外，由于在垃圾收集阶段用户线程还需要运行，那也就是还需要预留足够的内存空间给用户线程使用，因此CMS收集器不能像其他收集器那样等到老年代几乎被完全填满了在进行收集，需要预留一部分空间供并发收集期间的程序运作使用；CMS是一款基于“标记-清除”算法实现的收集器，这意味着GC后会有大量的空间碎片产生。空间碎片过多将会给大对象分配带来很大的麻烦，往往会出现老年代还有很大的空间剩余，但是无法找到足够大的连续空间分配给当前对象，从而不得不提前触发一次Full GC。对此CMS提供了一个参数，用于在触发Full GC时开启内存碎片的合并整理过程，内存整理过程是无法并发的，空间碎片问题没有了，但是停顿时间不得不变长。

四：G1

是当今收集器技术发展的最前沿超过之一。G1是一款面向服务端应用的垃圾收集器，具有如下特点：并发与并行：可以充分利用多CPU、多核环境来缩短“Stop the world”的时间；分代收集：G1可以不需要其他收集器配合就可以独立管理整个GC堆，但它能够采取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的旧的对象以获得更好的收集效果；空间整合：与CMS的“标记-清理”算法不同，G1从整体来看是基于“标记-整理算法”，从局部（两个region之间）看是基于“复制”算法实现的。但无论如何，这两种算法意味着G1运作期间不会产生内存碎片，这种特性有利于程序长时间运行；可预测的停顿：这是G1相对于CMS的另一大优势，降低停顿时间是G1和CMS共同的关注点，但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毫秒的时间片段内，消耗在在垃圾手机上的时间不得超过N毫秒，这几乎是实时的java垃圾收集器的特征了。在G1之前的其他收集器进行收集的范围都是整个新生代或者老年代，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，虽然还有新生代和老年代的区别，但是新生代和老年代不再是物理隔离了，它们都是一部分Region（不需要连续）的集合。G1优先回收价值最大的Region（有限时间内获取尽可能高的效率）。G1收集器的运作大致可划分为以下几个步骤：初始标记、并发标记、最终标记、筛选回收。初试标记阶段仅仅是只是标记下GC Roots能直接关联到的对象，这阶段需要停顿线程，但是耗时很短；并发标记：从GC Roots开始对堆中对象进行可达性分析，找出活的对象，这部分耗时较长，但是可以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继续运行而导致标记产生变动的那一部分标记记录，这阶段需要停顿线程，但是可以并行执行。

五:总结：

1. Serial和Serial old都是单线程。主要是Client模式的虚拟机使用。
2. 所有新生代回收器都是采用复制算法(一半空间始终空闲)、所有老年代的都是标记-整理(有点复杂)，只有CMS是标记-清除(很快，但是会产生碎片)。
3. JDK1.8用的是Parallel Scavenge、Parallel Old。
4. ParNew是Serial的多线程升级版本。
5. Parnew和Serial都可以也只能和Serial Old、CMS配合使用。

6. 默认收集器

   
   
7. cms与G1，都是多线程分阶段回收，只有某阶段会stw；
8. CMS适合多个cpu，因为涉及到并发清除。清除的四个阶段：初始标记、并发标记、重新标记、标记清除。其中初始标记、重新标记阶段回产生stw问题。对cpu资源比较敏感，因为是采用标记-清除算法，所以很容易产生碎片。适用于服务器低停顿。
9. G1整体上是标记-清除，局部上是复制算法。步骤：初始标记(会发生stw)、并发标记、最终标记、筛选回收。适用于实时性比较高的。
10. Mixed GC: 收集整个young gen 以及部分old gen的GC。只有垃圾收集器 G1有这个模式
11. Minor GC触发条件：当Eden区满时，触发Minor GC。
12. full gc触发条件：

• 调用System.gc时，系统建议执行Full GC，但是不必然执行
• 老年代空间不足
• 方法去空间不足
• 通过Minor GC后进入老年代的平均大小大于老年代的可用内存
• 由Eden区、From Space区向To Space区复制时，对象大小大于To Space可用内存，则把该对象转存到老年代，且老年代的可用内存小于该对象大小