serial 垃圾回收器

serial回收器是jvm的Clint模式下的默认垃圾收集器。它是单线程采用复制算法（垃圾回收算法详解）来进行垃圾回收，负责年轻代的回收，需要stw（算法详解里有解释）。对比其他垃圾回收器，在多核资源十分丰富的服务器环境下，它的效率并不高，但它在资源匮乏环境下的垃圾回收的效率是很能打的，在单核服务器，或者cpu核数小于服务器当前运行服务数需要竞争cpu资源的时候，建议使用serial回收器。

serialOld 垃圾回收器

serial的老年代版本，使用压缩算法（标记-滑动算法，标记整理算法）与parNew和cms搭配进行垃圾收集。parNew负责年轻代，cms负责老年代，当出现Concurrent Mode Failure异常或者老年代零碎空间最大不够新对象使用时使用serialOld进行full gc。

parNew

serialOld回收器的多线程版本，采用复制算法。可以使用-XX:+UseParNewGC开启，只能回收年轻代。支持并发

Parallel Scavenge

一个关注吞吐量的回收器，所谓吞吐量，就是用户线程执行的时间/回收垃圾的时间+用户线程执行的时间。使用的是复制算法。支持并发。可以通过-XX:MaxGCPauseMillis设置最大垃圾收集时的停顿时间，单位为毫秒
以下是常见命令
-XX:+UseParallelGC
年轻代使用ParallelGC垃圾回收器，老年代使用串行回收器。
-XX:+UseParallelOldGC
年轻代使用ParallelGC垃圾回收器，老年代使用ParallelOldGC垃圾回收器。
-XX:MaxGCPauseMillis
设置最大的垃圾收集时的停顿时间，单位为毫秒
需要注意的时，ParallelGC为了达到设置的停顿时间，可能会调整堆大小或其他的参数，如果堆的大小设置的较小，就会导致GC工作变得很频繁，反而可能会影响到性能。
该参数使用需谨慎。
-XX:GCTimeRatio
设置垃圾回收时间占程序运行时间的百分比，公式为1/(1+n)。
它的值为0~100之间的数字，默认值为99，也就是垃圾回收时间不能超过1%
-XX:UseAdaptiveSizePolicy
自适应GC模式，垃圾回收器将自动调整年轻代、老年代等参数，达到吞吐量、堆大小、停顿时间之间的平衡。
一般用于，手动调整参数比较困难的场景，让收集器自动进行调整。

Parallel Old

Parallel 的老年版本，他们是jdk1.8默认的垃圾处理器。采用标记整理算法。支持并发。也是吞吐量优先。

cms

cms只针对老年代，年轻代需要使用serial或者parNew配合。它是以响应时间优先。意图达到最短的停顿时间，
cms的标记过程分为以下几步
1. 初始标记，简单的标记与gc roots直接关联的对象。需要stw
2. 并发标记，从gcroot出发，开始并发标记存活的对象。不需要stw，与用户线程并发。
3. 因为并发标记与用户并发，所以可能在标记阶段引用会发生变动，这个阶段就是处理并发标记过程中引用发生变动的对象，采用的是三色标记法解决的。
4.并发清除，采用标记清除法，与用户线程一起运行
因为清除阶段采用的是标记清除法，所以老年代的空间并不连续，当新的对象大小超过最大可分配空间大小时，会触发fullGc，使用serial回收器。
又因为与用户线程一起运行，所以并发清除阶段会产生浮动垃圾，所以在垃圾回收时会预留空间，当预留空间不足以分配新对象时，会出现Concurrent Mode Failure，触发fullgc使用serial回收器。
cms对于处理器资源比较敏感，cpu数小于4个时对用户影响较大。
因为cms的问题比较多，所以没有任何一个版本使用cms为默认处理器

G1

g1采用了分区法来分配内存。它默认将内存划分若干个大小相同的region，可以通过命令设置大小。每个region没有明确的身份划分，它们随着程序的运行改变身份，可以是Eden，Survivor，老年代。还有一个叫做Humongous的空间用来存储大对象，一般被当作老年代处理。在每个region里面，采用地址碰撞的方式存储数据。

G1回收过程

分为minorGc和混合Gc两部分，minor只处理Eden块中的垃圾。采用复制算法。需要stw。但是很短。混合Gc步骤如下：
1. 初始标记，跟cms一样，初始标记也是只标记跟gc root直接关联的对象，这个过程可以在Minor GC过程中进行，所以基本不需要多余的消耗。
G1的每个region都有一个叫做tams的东西，G1采用地址碰撞的方式分配空间，所以tams就存储了上次gc的位置和本次Gc的位置。在本次Gc位置之后的对象都视为存活，不参与本次回收。
2. 并发标记，跟cms差不多，都是从gcROot开始可达性分析，标记存活对象，多线程并发并行的标记。与用户线程并行。
3. satb，跟cms一样，会有漏标，采用三色标记和satb算法来解决漏标。需要短暂暂停
4.多条线程并发并行清除，采用复制算法，因为涉及到对象的移动，所以需要暂停用户进程。

卡表和记忆集。

jvm为了解决跨代调用的问题，引用了叫做记忆集的概念。卡表是记忆集的一种实现。
在进行minorGc时，如果一个老年代引用了年轻代，我们该怎么发现呢，扫描整个老年代的花销是很大的。在这时就用到了卡表，在分配新对象时如果老年代中的对象有引用这个对象的，就会在这个老年代对象对应的卡表的那一页标记为脏。进行minorGc时，只需要扫描标记为脏的卡页中的对象就行了。
G1的记忆集实现有所不同，他在每个region中都维护了一个记忆集结构。它比较类似于map，假设A和B都是region，他们都被划分成了若干个区域。每个区域是一个卡页，A1，A2，A3。
A1和A3区域中有对象调用了regionB中的对象，那么在B的记忆集中就会出现这样的键值对。key是regionA的起始地址，value是A1和A3的索引，这样当b进行minorGC的时候只需要查询记忆集，找到regionA的位置，将A1A3卡页里面的对象加入到扫描中就可以了。

三色标记。

在并发标记的时候，会将扫描过对象和他的子对象的标记为黑色，扫描了对象未扫描其子对象的标记为灰色，未扫描的对象标记为白色，扫描完成，仍为白色的就是垃圾对象。
漏洞:现有ABC三个对象，在扫描A对象时，A没有调用C，B调用的C，因为没有扫描B，所以C是白色，因为三色标记跟用户线程并行，A对像扫描完成后，调用了C，B对象解除调用，然后垃圾处理器开始扫描B对象，扫描完成后，此时C还是白色，因为A的扫描已经完成，无法再扫描新调用的c，b的扫描开始的时候已经不再调用c

cms的解决方案是A对象的引用发生变化时将A置为灰色，让处理器重新扫描A，这样就可以发现c。
G1的解决方案是将C对象类似于gcroot在最终扫描阶段直接进行扫描。但是如果A没有引用C，C就是一个垃圾对象的话，在本次GC就无法清除，c就成为了一个浮动垃圾。只能下次清除。

安全区域和安全点

为了保证stw不使程序出错，java设置了一系列指令作为安全点，比如方法调用循环跳转，异常跳转。jvm定义了一个中断标志，在需要stw时，线程并不会直接停止。线程会经常轮询这个标志，一旦发现标志为true，他就会到最近的安全点挂起。
有的线程没有在执行状态，比如sleep，就没有办法到达安全点。所以jvm定义了安全区域
安全区域是指能够确保在某一段代码片段之中，引用关系不会发生变化，这样在安全区域的任意一端都可以执行回收，线程在进入安全区域时，会标识自己进入了安全区域，jvm可放心进行垃圾回收，在快要出安全区域的时候，会不断轮询jvm，是否可以出。如果可以则继续执行，如果不行，就需要继续等待。直到回收完毕。

以下内容转自: 小明老师
G1 常用参数
-XX:+UseG1GC 启用 CMS 垃圾收集器
-XX:MaxGCPauseMillis 设置最大 GC 暂停时间的目标（以毫秒为单位）。这是一个软目标，并且 JVM 将尽最大的努力（G1 会尝试调整 Young 区的块数来）来实
现它。默认情况下，没有最大暂停时间值。
-XX:GCPauseIntervalMillis GC 的间隔时间
-XX:+G1HeapRegionSize 分区大小，建议逐渐增大该值，1 2 4 8 16 32。随着 size 增加，垃圾的存活时间更长，GC 间隔更长，但每次 GC 的时间也会更长
-XX:G1NewSizePercent 新生代最小比例，默认为 5%
-XX:G1MaxNewSizePercent 新生代最大比例，默认为 60%
-XX:GCTimeRatioGC 时间建议比例，G1 会根据这个值调整堆空间
-XX:ConcGCThreads 线程数量
-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent 启动 G1 的堆空间占用比例，根据整个堆的占用而触发并发 GC 周期

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