Serial回收器

Serial收集器是一个单线程的垃圾回收器，所谓的单线程，就是说，只能由一个CPU或者一个线程来进行垃圾回收，同时，在进行垃圾回收的时候，会引发STW（stop the world）,暂停其他线程继续运行。
主要是用于新生代的，所采用的垃圾回收算法为标记复制算法。

那么使用Serial回收器，对应的优点主要是，由于他是一个单线程的，那么就不存在线程交互的开销，可以专心做垃圾回收从而获得最高的单线程收集效率。但是他的缺点是会引起STW。

ParNew回收器

ParNew回收器是Serial回收器的多线程版本，除了使用多线程进行回收之外，其他的用法基本和Serial回收器相同，例如所使用的回收算法一样都是标记复制算法，同样会引起STW等。

并且ParNew回收器可以配合CMS回收器一起使用的，这个是它的唯一的优点。

Parallel Scavenge回收器

Parallel Scavenge回收器主要是针对新生代的，所采用的回收算法是标记复制算法。并且注重吞吐量（吞吐量 = 用户运行代码所用的时间 / (用户运行代码所用的时间 + 垃圾回收所花的时间))，通常可以通过设置参数-XX:-XX:GCTimeRatio来控制吞吐量的大小，如果值为19，那么垃圾回收所占用的时间占总时间的5%(1 / (1 + 19))。

在jdk 1.5之前，主要是和Serial Old配合使用的，而在之后，就和Parallel Old配合使用。其中Serial Old， Parallel Old同样是针对的老年代，并且采用的都是标记整理算法进行回收垃圾的。

Serial Old回收器

Serial Old回收器是一个单线程的，并且是针对的老年代，采用的回收算法是标记整理算法。
Serial Old回收器主要用在2个地方：在jdk 1.5之前，配合Parallel Scavenge回收器使用，其次，作为CMS回收器的一个备选方案，在并发失败之后，就会退化，使用Serial Old回收器来进行回收。

Parallel Old回收器

Parallel Old回收器是一个多线程的，并且针对的是老年代，采用的是标记整理算法回收垃圾的。并且在jdk 1.5之后，配合Parallel Scavenge回收器使用的。

CMS（Concurrent Mark Sweeping)回收器

CMS回收器针对的是老年代的一个回收器，所采用的回收算法是标记清除算法。
对应回收的流程为:

初始标记: 仅仅标记和GC ROOT直接关联的对象。会引发STW，也即会暂停其他所有的工作线程。
并发标记：标记GC ROOT能够到达的对象。它是和其他用户线程并发执行的。
重新标记：因为在并发标记阶段，其他的用户线程继续运行，此时就有可能导致标记记录发生了变动，所以需要重新标记这一部分变动的记录。同样会引发STW。
并发清理：将没有被标记的对象清除，是和其他的用户线程并发执行的，那么这时候同样可能会一些浮动垃圾（就是由用户线程运行，所产生的）。

使用CMS回收器存在的问题：
对处理器资源非常敏感。因为在并发标记的过程中，垃圾回收线程和其他的用户线程并发执行的，那么这时候CPU的利用率并没有完全利用起来（垃圾回收线程的数目 = CPU数量 * 1/4),也即是说，如果有4个CPU，那么就有1个CPU用来进行垃圾回收的。
无法处理“浮动垃圾”，有可能导致并发失败而导致一次Full GC。

所谓的浮动垃圾，就是说在并发清理的过程中，其他的用户线程继续运行，这时候就会产生一些垃圾对象，由于这部分垃圾对象是在标记过程之后才产生的，所以CMS回收器并不会在这次的GC操作中回收，而需要等到下一次GC操作才会将其回收。

在进行并发清理的这个过程中，其他的用户线程继续运行。因此需要预留一定的内存空间给这些用户线程使用，对应的策略就是通过设置参数 -XX:InitatingOccupancyPercent,一旦超过了这个值，就会执行一次垃圾回收，避免发生Full GC。
当预留的内存空间依然没有满足用户程序的需要，就会发生并发失败，此时就会使用CMS的备选方案，退化使用Serial Old回收器来进行回收。
采用的标记清除算法，会产生大量的内存碎片，最后导致由于没有连续的内存空间，分配给对象，而导致一次Full GC。所以需要通过设置参数-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction,表示在进行多少次CMS回收后，进行一次内存压缩。(默认值为0，表示每次FullGC都进行碎片整理)

G1

G1同样拥有低延迟和吞吐量，并且拥有超大的内存，而且将内存分为若干个大小相同的Regin.
在整体上面使用的是标记整理算法，而2个Region之间使用的标记复制算法。

G1回收器的对应流程:

初始标记：标记和GC ROOT直接关联的对象。会引发STW
并发标记：标记存活的对象。和其他的用户线程并发执行。
最终标记：由于在并发标记的这个过程中，其他的用户线程并发执行，所以会导致标记记录发生变动，因此需要重新标记这部分变动的记录。同样会引起STW。
筛选回收：会将没有标记的对象中，筛选占用内存最大的对象进行回收。

对应的流程为：
在这里插入图片描述
但是在最终标记这个阶段，它是通过写屏障和一个对象来实现的，从而避免漏标等情况，例如下面的例子:

但是由于并发清理和其他用户线程是并发执行的，所以这回收的过程中，如果用户线程将B中的某一个属性的引用，指向了D对象，如下所示:
在这里插入图片描述
所以上面的D本不应该被回收，但是被回收了。所以就有了重新标记，需要加入写屏障，在某一个对象的引用发生变动的时候，就会加入一个写屏障，同时将这个对象加入到一个队列中，将这个对象标记为灰色，然后让另一个线程来扫描这个对象，发现这个对象是灰色的，就将其标记为黑色。如下所示：
在这里插入图片描述