大数据工程师面试 - JVM GC

CMS 垃圾收集器是什么？

CMS（Concurrent Mark-Sweep，即并发标记清扫）是一种用于Java的垃圾收集技术，主要处理堆内存中老年代的垃圾回收。CMS垃圾收集器的主要特性

1.并发性：CMS收集器的目标是避免冻结所有的应用线程，也就是"Stop-The-World"的操作。为了实现这一目标，CMS在标记和清除阶段的大部分时间与应用线程并发运行。2.四阶段工作过程：CMS收集器的工作流程包括以下四个阶段：•初始标记（Initial Mark)：这个阶段需要暂停所有的应用线程，以标记所有从GC Roots开始即能直接关联到的对象。•并发标记（Concurrent Mark）：在此阶段，垃圾回收线程与应用线程并发运行，标记所有从GC Roots开始能直接或间接到达的对象。•重新标记（Remark）：此阶段也需要暂停所有应用线程，以修正并发标记因用户程序继续运行导致的标记变动。•并发清除（Concurrent Sweep）：在此阶段，垃圾收集线程与应用线程并发运行，清除无法达到的对象。3.低延迟：CMS收集器的目标是尽可能降低收集过程中的停顿时间，从而使系统能提供更多的可预测性，在一些对响应时间有严格要求的应用中，CMS收集器是个不错的选择。4.CPU资源敏感：由于CMS收集器的并发性，它在垃圾收集过程中会占用一部分CPU资源，所以在CPU资源紧张的情况下使用CMS收集器可能会导致应用性能下降。

G1 垃圾收集器是什么？

G1（Garbage-First，垃圾优先）是一种用于Java的现代垃圾收集器，它能够满足大内存系统中的低暂停需求，并且对吞吐量的影响较小。G1垃圾收集器的主要特性

1.划分区域：G1收集器将堆内存分为一系列大小相等的独立区域，并在GC Roots的基础上跟踪对象的活跃度。可以独立的管理这些区域，实现了微管理内存，使得Java堆的连续性瓦解。2.并发与并行：G1能够与应用线程并发执行，也就是部分工作（标记阶段）可以与应用线程并发执行，以缩短STW的停顿时间。它也可以利用多CPU核心并行的执行垃圾收集任务。3.垃圾优先：G1收集器会优先回收垃圾最多的区域，以尽可能高效的利用其回收时间。4.预测停顿时间模型：G1收集器会尽可能的遵循用户设定的暂停时间目标，它包含了一个模型，可以预测哪些区域最可能在限定的时间内被回收完。

CMS VS G1 ?

CMS（Concurrent Mark-Sweep）和G1（Garbage-First）都是Java的垃圾收集器，它们各自有自己的设计目标和应用场景。

设计目标

•CMS：CMS的主要目标是避免长时间的GC停顿，它在标记和清除阶段与应用线程并发执行，以达到减少停顿的目的。•G1：G1垃圾收集器的目标是可以管理大型堆内存，并且可以预测垃圾收集的停顿时间，它会优先清理垃圾多的区域，以达到垃圾回收的最大化。

内存划分

•CMS：CMS使用的是标记-清除算法，堆内存分为新生代和老年代两部分。•G1：G1将堆内存分成多个相等的独立区域，既有新生代也有老年代，划分的区域可以进行独立管理。

停顿时间

•CMS：CMS设计的目标是避免"Stop-The-World"的操作，所以其停顿时间相对较短。•G1：G1的设计初衷是让垃圾收集的停顿时间变得更加可预测，并且可以设定期望的暂停时间目标。

优缺点

•CMS：优点是停顿时间短，缺点是会产生内存碎片，当堆内存中大对象较多时，可能导致效率降低。•G1：优点是可以处理大型堆内存，暂停时间可预测，但在进行全堆操作时，会存在暂停现象，且在可用CPU资源有限的情况下，其并行性能可能无法完全发挥。

在选择使用哪种垃圾收集器时，需要考虑应用的具体需求，比如是否需要处理大型堆内存，对暂停时间的要求等因素。

大家好，我是大数据欧老师，就职于互联网某头部大厂，超过 8 年的大数据从业经历。如果你有面试大数据工程师的打算，欢迎找我聊一聊！