JVM（五）垃圾回收器的前世今生

全文共 2195 个字，读完大约需要 8 分钟。

如果垃圾回收的算法属于内存回收的方法论的话，那本文讨论的垃圾回收器就属于内存回收的具体实现。

因为不同的厂商（IBM、Oracle），实现的垃圾回收器各不相同，而本文要讨论的是 Oracle 的 HotSpot 虚拟机所使用的垃圾回收器。

常用垃圾回收器，如下图所示：

新生代回收器：Serial、ParNew、Parallel Scavenge

老年代回收器：Serial Old、Parallel Old、CMS

整堆回收器：G1

其中相互连线的垃圾回收器，表示可以相互搭配使用。

新生代 And 老生代

目前常用的商用垃圾收集器都使用的是分代垃圾回收方式。

分代垃圾回收器把内存分为：新生代（Young Generation）和老生代（Tenured Generation），如下图所示：

（图片来自fancydeepin）

默认情况下，新生代和老生代的内存比例是 1:2，该值可以通过 -XX:NewRatio 来设定。

新生代（Young Generation）

程序中的大部分对象都符合“朝生夕死”的特性，所以绝大数新创建的对象都会存放在新生代，除非是大对象会直接进入老生代。新生代采用的是复制算法，这样可以更高效的回收内存空间。

新生代有细分为：Eden、Form Survivor、To Survivor 三个区域，默认的比例是 8:1:1，可以通过 -XX:SurvivorRatio 来设定。

新生代垃圾回收的执行过程：

1、Eden 区 + From Survivor 区存活着的对象复制到 To Survivor 区；

2、清空 Eden 和 From Survivor 分区；

3、From Survivor 和 To Survivor 分区交换（From 变 To，To 变 From）。

老生代（Tenured Generation）

老生代垃圾回收的频率比新生代低，存放的主要对象是：

1、新生代对象经过 N 次 GC 晋升到老年代。

可以通过设置 -XX:MaxTenuringThreshold=5 来设置，默认值是 15 次。

2、大对象直接存储到老生代。

所谓的“大对象”指的是需要连续存储空间的对象，比如：数组。

当大对象在新生代存储不下的时候，就需要分配担保机制，把当前新生代的所有对象复制到老年代中，因为分配担保机制需要涉及大量的复制，会导致性能问题，所有最好的方案是直接把大对象存储到老生代中。

通过参数 -xx:PretrnureSizeThreshold 来设定大对象的值。

注意：该参数只有 Serial 和 ParNew 垃圾回收器有效。

Serial

Serial 最早的垃圾回收器，JDK 1.3.1 之前新生代唯一的垃圾回收器，使用的是单线程串行回收方式，在单 CPU 环境下性能较好，因为单线程执行不存在线程切换。

线程类型： 单线程

使用算法： 复制算法

指定收集器： -XX:+UseSerialGC

Serial Old

Serial 收集器的老年代版本，同样也是单线程的。它有一个实用的用途作为CMS收集器的备选预案，后面介绍CMS的时候会详细介绍。

线程类型： 单线程

使用算法： 标记-整理

指定收集器： -XX:+UseSerialGC

ParNew

ParNew 其实就是 Serial 的多线程版本，可以和 Serial 共用很多控制参数，比如：-XX:SurvivorRatio , ParNew 可以和 CMS 配合使用。

（注：图片来源于零壹技术栈）

线程类型： 多线程

使用算法： 复制

指定收集器： -XX:+UseParNewGC

Parallel Scavenge

Parallel 和 ParNew 收集器类似，也是多线程的，但 Parallel 是吞吐量优先的收集器，GC停顿时间的缩短是以吞吐量为代价的，比如收集 100MB 的内存，需要 10S 的时间，CMS 则会缩短为 7S 收集 50 MB 的内存，这样停顿的时间确实缩少了，但收集的频率变大了，吞吐量就变小了。

线程类型： 多线程

使用算法： 复制

指定收集器： -XX:+UseParallelGC

Parallel Old

Parallel Old 是 Parallel 的老生代版本，同样是吞吐量优先的收集器。

线程类型： 多线程

使用算法： 标记-整理

指定收集器： -XX:+UseParallelOldGC

CMS

CMS（Concurrent Mark Sweep）一种以获得最短停顿时间为目标的收集器，非常适用B/S系统。

使用 Serial Old 整理内存。

CMS 运行过程：

（注：图片来源于零壹技术栈）

1、初始标记

标记 GC Roots 直接关联的对象，需要 Stop The World 。

2、并发标记

从 GC Roots 开始对堆进行可达性分析，找出活对象。

3、重新标记