【第二章：Java核心技术解析】第12节：Java进阶 - JVM内存机制（中）

大家好，上一小节中我们主要介绍了JVM内存机制的基础知识点，包括内存的分配以及回收策略等。本小节我们主要介绍垃圾回收算法以及垃圾收集器，并且对当前使用较广的CMS垃圾收集器做了较为详细的阐述。垃圾回收算法是JVM相关技术考察中的高频考点，希望大家可以有效理解与掌握，在面试中清晰阐述。

有效掌握JVM内存相关技术原理对于我们的日常开发工作也有很大的帮助。好了，让我们一起来学习吧~

（1）JVM垃圾回收算法有哪些？（重点掌握）

答：HotSpot 虚拟机采用了root根搜索方法来进行内存回收，常见的回收算法有标记-清除算法，复制算法和标记整理算法。

标记-清除算法（Mark-Sweep）：

标记-清除算法执行分两阶段。第一阶段从引用根节点开始标记所有被引用的对象，第二阶段遍历整个堆，把未标记的对象清除。此算法需要暂停整个应用，并且会产生内存碎片。

复制算法：

复制算法把内存空间划为两个相等的区域，每次只使用其中一个区域。垃圾回收时，遍历当前使用区域，把正在使用中的对象复制到另外一个区域中。复制算法每次只处理正在使用中的对象，因此复制成本比较小，同时复制过去以后还能进行相应的内存整理，不会出现“碎片”问题。当然，此算法的缺点也是很明显的，就是需要两倍内存空间。

标记-整理算法：

标记-整理算法结合了“标记-清除”和“复制”两个算法的优点。也是分两阶段，第一阶段从根节点开始标记所有被引用对象，第二阶段遍历整个堆，清除未标记对象并且把存活对象“压缩”到堆的其中一块，按顺序排放。此算法避免了“标记-清除”的碎片问题，同时也避免了“复制”算法的空间问题。

解析：

垃圾回收算法是垃圾收集器的算法实现基础，年轻代垃圾回收一般采用复制算法，老年代垃圾回收一般采用标记-清除和标记-整理算法。希望大家对照着算法示意图，对算法的原理与过程加以理解与掌握。接下来，我们一起来看垃圾回收算法的具体实现，那就是垃圾收集器吧。

（2）JVM中的垃圾收集器有了解吗？（重点掌握CMS收集器）

答： JVM中的垃圾收集器主要包括7种，即Serial，Serial Old，ParNew，Parallel Scavenge，Parallel Old以及CMS，G1收集器。如下图所示：

Serial收集器：

Serial收集器是一个单线程的垃圾收集器，并且在执行垃圾回收的时候需要 Stop The World。虚拟机运行在Client模式下的默认新生代收集器。Serial收集器的优点是简单高效，对于限定在单个CPU环境来说，Serial收集器没有多线程交互的开销。

Serial Old收集器：

Serial Old是Serial收集器的老年代版本，也是一个单线程收集器。主要也是给在Client模式下的虚拟机使用。在Server模式下存在主要是做为CMS垃圾收集器的后备预案，当CMS并发收集发生Concurrent Mode Failure时使用。

ParNew收集器：

ParNew是Serial收集器的多线程版本，新生代是并行的（多线程的），老年代是串行的（单线程的），新生代采用复制算法，老年代采用标记整理算法。可以使用参数：-XX：UseParNewGC使用该收集器，使用 -XX：ParallelGCThreads可以限制线程数量。

Parallel Scavenge垃圾收集器：

Parallel Scavenge是一种新生代收集器，使用复制算法的收集器，而且是并行的多线程收集器。Paralle收集器特点是更加关注吞吐量（吞吐量就是cpu用于运行用户代码的时间与cpu总消耗时间的比值）。可以通过-XX:MaxGCPauseMillis参数控制最大垃圾收集停顿时间；通过-XX:GCTimeRatio参数直接设置吞吐量大小；通过-XX:+UseAdaptiveSizePolicy参数可以打开GC自适应调节策略，该参数打开之后虚拟机会根据系统的运行情况收集性能监控信息，动态调整虚拟机参数以提供最合适的停顿时间或者最大的吞吐量。自适应调节策略是Parallel Scavenge收集器和ParNew的主要区别之一。

Parallel