《深入理解Java虚拟机 第3章》
1、标记-清除算法
最基础的收集算法，分为标记和清除两个阶段：首先标记出所有需要回收的对象，在标记完成后统一回收所有被标记的对象。
后续的收集算法都是基于这种思路并对其不足进行改进而得到的。
| 主要不足有两个 |
|---|
| 1、效率问题，标记和清除两个过程的效率都不高 |
| 2、空间问题，标记清除之后会产生大量不连续的内存碎片，空间碎片太多可能会导致以后在程序运行过程中需要分配较大对象时，无法找到足够的连续内存而不得不提前触发另一次垃圾收集动作。 |
2、复制算法
为了解效率问题而出现。将可用内存按容量划分为大小相等的两块，每次只使用其中的一块。当这一块的内存用完了，就将还存活着的对象复制到另一块上面，然后再把已使用过的内存空间一次清理掉。这样使得每次都对整个半区进行内存回收，内存分配时也就不用考虑内存碎片等复杂情况，只要移动堆顶指针，按顺序分配内存即可，实现简单，运行高效。这种算法的代价是将内存缩小为了原来的一半，未免太高了一点。
现在的商业虚拟机都采用这种收集算法来回收新生代。
IBM 公司的专门研究表明，新生代中的对象98%是朝生夕死的，所以并不需要按照1:1的比例来划分内存空间，而是将内存划分为一块较大的Eden空间和两块较小的Survivor空间，每次使用Eden和其中一块Survivor。
当回收时，将Eden和Survivor中还存活着的对象一次性的复制到另外一块Survivor空间上，最后清理掉Eden和刚才用过的Survivor空间。
HotSpot虚拟机默认的Eden和Survivor的大小比例是8:1,也就是每次新生代中可用内存空间为整个新生代容量的90%，只有10%的内存会被浪费。
当然，98%的对象可回收只是一般场景下的数据，无法保证每次回收都只有不多于10%的对象存活，当Survivor空间不够用时，需要依赖其他内存（这里指老年代）进行分配担保。
分配担保就是：如果另一块Survivor 空间没有足够的空间存放上一次新生代收集下来的存活对象时，这些对象将直接通过分配担保机制进入老年代。
3、标记-整理算法
复制收集算法在对象存活率较高时就要进行较多的复制操作，效率将会变低。如果不想浪费50%的空间，还需要额外空间进行分配担保，以应对被使用的内存中所有都100%存活的极端情况，所以在老年代一般不能直接选用这种算法。
根据老年代的特点，有人提出了“标记-整理”算法。
标记过程和“标记-清除”算法一样，但后续步骤不是直接对可回收对象进行清理，而是让所有存活的对象都向一端移动，然后直接清理掉端边界以外的内存。
4、分代收集算法
当前商业虚拟机的垃圾收集都采用“分代收集”算法。
根据对象存活周期将内存划分为几块。一般是把Java堆分为新生代和老年代，这样就可以根据各个年代的特点采用最适当的收集算法。
在新生代中，每次垃圾收集时都发现大批对象死去，只有少量存活，那就选用复制算法,只需要付出少量存活对象的复制成本就可以完成收集。
在老年代中因为对象存活率高、没有额外空间对他进行担保，就必须使用“标记-清理”或者“标记-整理”算法来进行回收。
| 新生代 | 老年代 |
|---|---|
| 复制算法 | 标记-清理或标记-整理 |
垃圾收集器
如果说收集算法是内存回收的方法论，那么垃圾收集器就是内存回收的具体实现。
Serial收集器
复制算法
Stop The World!
单线程收集器，进行垃圾收集时，必须暂停其他所有的工作线程，直到他收集结束。
优点：
简单而高效，对于运行在Client模式下的虚拟机来说是一个很好的选择
ParNew收集器
复制算法
其实就是Serial收集器的多线程版本，除了使用多条线程进行 垃圾收集之外，其余行为包括Serial收集器可用的所有控制参数、收集算法、Stop The World、对象分配规则、回收策略等都与Serial收集器完全一样，在实现上也共用了相当多的代码。
优点：
运行在Server模式下的虚拟机中首选的新生代收集器，其中一个重要原因是，除了Serial收集器外，目前只有它能与CMS收集器配合工作。
Parallel Scavenge收集器
复制算法
新生代收集器，也是使用复制算法的收集器，又是并行的多线程收集器。。。
与其他收集器的不同点
其他收集器关注点是尽可能地缩短垃圾收集时时用户线程的停顿时间
Parallel Scavenge收集器的目的则是：达到一个可控制的吞吐量。
所谓的吞吐量就是CPU用于运行用户代码的时间与CPU总消耗时间的比值，即吞吐量=运行用户代码的时间/（运行用户代码的时间+垃圾收集时间）。
提供了两个参数用于精确控制吞吐量
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| -XX:MaxGCPauseMillis | 控制最大垃圾收集停顿时间 |
| -XX:GCTimeRatio | 直接设置吞吐量大小 |
Serial Old收集器
标记-整理算法
Serial 收集器的老年代版本，单线程
主要意义也是在于给在Client模式下的虚拟机使用
| Server模式下的两大用途 |
|---|
| 1、在JDK 1.5 以及之前的版本中与Parallel Scavenge收集器搭配使用 |
| 2、作为CMS收集器的后备预案，在并发收集发生Concurrent Mode Failure时使用。 |
Parallel Old 收集器
标记-整理算法
Parallel Scavenge收集器的老年代版本，多线程，在JDK 1.6 中才开始提供
在注重吞吐量以及CPU资源敏感的场合，都可以优先考虑 Parallel Scavenge 加 Parallel Old 收集器。
CMS 收集器
全称为：Concurrent Mark Sweep
标记-清除算法
一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器。
适用于在互联网站或B/S系统的服务端上，重视服务的响应速度，希望系统停顿时间最短，以给用户带来较好的体验。
四个步骤
- 初始标记
- 并发标记
- 重新标记
- 并发清除
优点：
并发收集，低停顿
缺点：
- 对CPU资源非常敏感
无法处理浮动垃圾
伴随着程序运行会不断有新的垃圾产生，永远也清理不完。
基于“标记-清除”算法，会有大量空间碎片产生
G1 收集器
Garbage-First 收集器时当今收集器技术发展的最前沿成果之一
是一款面向服务端应用的垃圾收集器
特点：
- 并行与并发
- 分代收集
- 空间整合
- 可预测的停顿