JVM有哪些垃圾回收器，实际如何选择？
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图中展示了7种作用于不同分代的收集器，如果两个收集器之间存在连线，则说明它们可以搭配使用。虚拟机所处的区域则表示它是属于新生代还是老年代收集器。
- 新生代收集器（全部的都是复制算法）：Serial、ParNew、Parallel Scavenge
- 老年代收集器：CMS（标记-清理）、Serial Old（标记-整理）、Parallel Old（标记整理）
- 整堆收集器： G1（一个Region中是标记-清除算法，2个Region之间是复制算法） 同时，先解释几个名词：
- 1，并行（Parallel）：多个垃圾收集线程并行工作，此时用户线程处于等待状态
- 2，并发（Concurrent）：用户线程和垃圾收集线程同时执行
- 3，吞吐量：运行用户代码时间／（运行用户代码时间＋垃圾回收时间）
1.Serial收集器是最基本的、发展历史最悠久的收集器。
特点：单线程、简单高效（与其他收集器的单线程相比），对于限定单个CPU的环境来说，Serial收集器 由于没有线程交互的开销，专心做垃圾收集自然可以获得最高的单线程手机效率。收集器进行垃圾回收 时，必须暂停其他所有的工作线程，直到它结束（Stop The World）。 应用场景：适用于Client模式下的虚拟机。
Serial / Serial Old收集器运行示意图
2.ParNew收集器其实就是Serial收集器的多线程版本。
除了使用多线程外其余行为均和Serial收集器一模一样（参数控制、收集算法、Stop The World、对象 分配规则、回收策略等）。
特点：多线程、ParNew收集器默认开启的收集线程数与CPU的数量相同，在CPU非常多的环境中，可以 使用-XX:ParallelGCThreads参数来限制垃圾收集的线程数。
和Serial收集器一样存在Stop The World问题
应用场景：ParNew收集器是许多运行在Server模式下的虚拟机中首选的新生代收集器，因为它是除了 Serial收集器外，唯一一个能与CMS收集器配合工作的。
ParNew/Serial Old组合收集器运行示意图如下：
3.Parallel Scavenge 收集器与吞吐量关系密切，故也称为吞吐量优先收集器。
特点：属于新生代收集器也是采用复制算法的收集器，又是并行的多线程收集器（与ParNew收集器类 似）。 该收集器的目标是达到一个可控制的吞吐量。
还有一个值得关注的点是：GC自适应调节策略（与 ParNew收集器最重要的一个区别）
GC自适应调节策略：Parallel Scavenge收集器可设置-XX:+UseAdptiveSizePolicy参数。
当开关打开时不 需要手动指定新生代的大小（-Xmn）、Eden与Survivor区的比例（-XX:SurvivorRation）、晋升老年代 的对象年龄（-XX:PretenureSizeThreshold）等，虚拟机会根据系统的运行状况收集性能监控信息，动 态设置这些参数以提供最优的停顿时间和最高的吞吐量，这种调节方式称为GC的自适应调节策略。
Parallel Scavenge收集器使用两个参数控制吞吐量：
- XX:MaxGCPauseMillis 控制最大的垃圾收集停顿时间
- XX:GCRatio 直接设置吞吐量的大小。
4.Serial Old是Serial收集器的老年代版本。
特点：同样是单线程收集器，采用标记-整理算法。 应用场景：主要也是使用在Client模式下的虚拟机中。也可在Server模式下使用。 Server模式下主要的两大用途（在后续中详细讲解···）：
- 在JDK1.5以及以前的版本中与Parallel Scavenge收集器搭配使用。
- 作为CMS收集器的后备方案，在并发收集Concurent Mode Failure时使用。 Serial / Serial Old收集器工作过程图（Serial收集器图示相同）：
5.Parallel Old是Parallel Scavenge收集器的老年代版本。
特点：多线程，采用标记-整理算法。
应用场景：注重高吞吐量以及CPU资源敏感的场合，都可以优先考虑Parallel Scavenge+Parallel Old 收 集器。
6.CMS收集器是一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器。
特点：基于标记-清除算法实现。并发收集、低停顿。
应用场景：适用于注重服务的响应速度，希望系统停顿时间最短，给用户带来更好的体验等场景下。如 web程序、b/s服务。
CMS收集器的运行过程分为下列4步：
- 初始标记：标记GC Roots能直接到的对象。速度很快但是仍存在Stop The World问题。
- 并发标记：进行GC Roots Tracing 的过程，找出存活对象且用户线程可并发执行。
- 重新标记：为了修正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。仍然存在Stop The World问题。
- 并发清除：对标记的对象进行清除回收。 CMS收集器的内存回收过程是与用户线程一起并发执行的。
CMS收集器的工作过程图：
CMS收集器的缺点：
对CPU资源非常敏感。
无法处理浮动垃圾，可能出现Concurrent Model Failure失败而导致另一次Full GC的产生。 因为采用标记-清除算法所以会存在空间碎片的问题，导致大对象无法分配空间，不得不提前触发 一次Full GC。
7.G1收集器一款面向服务端应用的垃圾收集器。
特点如下：
并行与并发：G1能充分利用多CPU、多核环境下的硬件优势，使用多个CPU来缩短Stop-The-World停顿 时间。部分收集器原本需要停顿Java线程来执行GC动作，G1收集器仍然可以通过并发的方式让Java程序 继续运行。
分代收集：G1能够独自管理整个Java堆，并且采用不同的方式去处理新创建的对象和已经存活了一段时间、熬过多次GC的旧对象以获取更好的收集效果
空间整合：G1运作期间不会产生空间碎片，收集后能提供规整的可用内存。
可预测的停顿：G1除了追求低停顿外，还能建立可预测的停顿时间模型。能让使用者明确指定在一个长度为M毫秒的时间段内，消耗在垃圾收集上的时间不得超过N毫秒。
G1收集器运行示意图：
关于gc的选择
除非应用程序有非常严格的暂停时间要求，否则请先运行应用程序并允许VM选择收集器（如果没有特别 要求。使用VM提供给的默认GC就好）。 如有必要，调整堆大小以提高性能。 如果性能仍然不能满足目标，请使用以下准则作为选择收集器的起点：
- 如果应用程序的数据集较小（最大约100 MB），则选择带有选项-XX：+ UseSerialGC的串行收集器。
- 如果应用程序将在单个处理器上运行，并且没有暂停时间要求，则选择带有选项-XX：+UseSerialGC的串行收集器。
- 如果（a）峰值应用程序性能是第一要务，并且（b）没有暂停时间要求或可接受一秒或更长时间的暂停，则让VM选择收集器或使用-XX：+ UseParallelGC选择并行收集器 。
- 如果响应时间比整体吞吐量更重要，并且垃圾收集暂停时间必须保持在大约一秒钟以内，则选择具有-XX：+ UseG1GC。（值得注意的是JDK9中CMS已经被Deprecated，不可使用！移除该选项）
- 如果使用的是jdk8，并且堆内存达到了16G，那么推荐使用G1收集器，来控制每次垃圾收集的时间。
- 如果响应时间是高优先级，或使用的堆非常大，请使用-XX：UseZGC选择完全并发的收集器。（值得注意的是JDK11开始可以启动ZGC，但是此时ZGC具有实验性质，在JDK15中[202009发布]才取消实验性质的标签，可以直接显示启用，但是JDK15默认GC仍然是G1）
这些准则仅提供选择收集器的起点，因为性能取决于堆的大小，应用程序维护的实时数据量以及可用处 理器的数量和速度。
如果推荐的收集器没有达到所需的性能，则首先尝试调整堆和新生代大小以达到所需的目标。
如果性能 仍然不足，尝试使用其他收集器
总体原则：减少STOP THE WORD时间，使用并发收集器（比如CMS+ParNew，G1）来减少暂停时间， 加快响应时间，并使用并行收集器来增加多处理器硬件上的总体吞吐量。
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