如图展示了HotSpot虚拟机中7种不同的垃圾收集, 连线代表两者可搭配使用
1.Serial 垃圾收集器(单线程、复制算法)
Serial(英文连续)是最基本垃圾收集器,使用复制算法,曾经是JDK1.3.1 之前新生代唯一的垃圾收集器。Serial 是一个单线程的收集器,它不但只会使用一个 CPU 或一条线程去完成垃圾收集工作,并且在进行垃圾收集的同时,必须暂停其他所有的工作线程,直到垃圾收集结束。
Serial 垃圾收集器虽然在收集垃圾过程中需要暂停所有其他的工作线程,但是它简单高效,对于限定单个 CPU 环境来说,没有线程交互的开销,可以获得最高的单线程垃圾收集效率,因此 Serial垃圾收集器依然是 java 虚拟机运行在 Client 模式下默认的新生代垃圾收集器.
2.ParNew 垃圾收集器(Serial+多线程)
ParNew 垃圾收集器其实是 Serial 收集器的多线程版本,也使用复制算法,除了使用多线程进行垃圾收集之外,其余的行为和 Serial 收集器完全一样,ParNew 垃圾收集器在垃圾收集过程中同样也要暂停所有其他的工作线程。
ParNew 收集器默认开启和 CPU 数目相同的线程数,可以通过-XX:ParallelGCThreads 参数来限制垃圾收集器的线程数.
ParNew虽然是除了多线程外和Serial 收集器几乎完全一样,但是ParNew垃圾收集器是很多 java虚拟机运行在 Server 模式下新生代的默认垃圾收集器。
3.Parallel Scavenge 收集器(多线程复制算法、高效)
Parallel Scavenge 收集器也是一个新生代垃圾收集器,同样使用复制算法,也是一个多线程的垃圾收集器,它重点关注的是程序达到一个可控制的吞吐量(Thoughput,CPU 用于运行用户代码的时间/CPU 总消耗时间,即吞吐量=运行用户代码时间/(运行用户代码时间+垃圾收集时间)),高吞吐量可以最高效率地利用 CPU 时间,尽快地完成程序的运算任务,主要适用于在后台运算而不需要太多交互的任务。
自适应调节策略也是 ParallelScavenge 收集器与 ParNew 收集器的一个重要区别。
4.Serial Old 收集器(单线程标记整理算法 )
Serial Old 是 Serial 垃圾收集器年老代版本,它同样是个单线程的收集器,使用标记-整理算法,这个收集器也主要是运行在 Client 默认的 java 虚拟机默认的年老代垃圾收集器。
在 Server 模式下,主要有两个用途:
- 在 JDK1.5 之前版本中与新生代的 Parallel Scavenge 收集器搭配使用。
- 作为年老代中使用 CMS 收集器的后备垃圾收集方案。
5.Parallel Old 收集器(多线程标记整理算法)
Parallel Old 收集器是Parallel Scavenge的年老代版本,使用多线程的标记-整理算法,在 JDK1.6
才开始提供。
在 JDK1.6 之前,新生代使用 ParallelScavenge 收集器只能搭配年老代的 Serial Old 收集器,只
能保证新生代的吞吐量优先,无法保证整体的吞吐量,Parallel Old 正是为了在年老代同样提供吞
吐量优先的垃圾收集器,如果系统对吞吐量要求比较高,可以优先考虑新生代 Parallel Scavenge
和年老代 Parallel Old 收集器的搭配策略。
6.CMS 收集器(多线程标记清除算法)
Concurrent mark sweep(CMS)收集器是一种老年代垃圾收集器,其最主要目标是获取最短垃圾回收停顿时间,和其他老年代使用标记-整理算法不同,它使用多线程的标记-清除算法。最短的垃圾收集停顿时间可以为交互比较高的程序提高用户体验。
CMS 工作机制相比其他的垃圾收集器来说更复杂,整个过程分为以下 4 个阶段:
1.初始标记
只是标记一下 GC Roots 能直接关联的对象,速度很快,仍然需要暂停所有的工作线程。
2.并发标记
进行 GC Roots 跟踪的过程,和用户线程一起工作,不需要暂停工作线程。
3.重新标记
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对象的标记
记录,仍然需要暂停所有的工作线程。
4.并发清除
清除 GC Roots 不可达对象,和用户线程一起工作,不需要暂停工作线程。由于耗时最长的并发标记和并发清除过程中,垃圾收集线程可以和用户现在一起并发工作,所以总体上来看CMS 收集器的内存回收和用户线程是一起并发地执行。
7.G1 收集器
Garbage first 垃圾收集器是目前垃圾收集器理论发展的最前沿成果,相比与 CMS 收集器,G1 收
集器两个最突出的改进是:
- 基于标记-整理算法,不产生内存碎片。
- 可以非常精确控制停顿时间,在不牺牲吞吐量前提下,实现低停顿垃圾回收。G1 收集器避免全区域垃圾收集,它把堆内存划分为大小固定的几个独立区域,并且跟踪这些区域的垃圾收集进度,同时在后台维护一个优先级列表,每次根据所允许的收集时间,优先回收垃圾最多的区域。区域划分和优先级区域回收机制,确保 G1 收集器可以在有限时间获得最高的垃圾收集效率。