CMS 和G1 的区别

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区别一: 使用范围不一样
CMS收集器是老年代的收集器,可以配合新生代的Serial和ParNew收集器一起使用
G1收集器收集范围是老年代和新生代。不需要结合其他收集器使用

区别二: STW的时间
CMS收集器以最小的停顿时间为目标的收集器。

G1收集器可预测垃圾回收的停顿时间(建立可预测的停顿时间模型)

区别三: 垃圾碎片
CMS收集器是使用“标记-清除”算法进行的垃圾回收,容易产生内存碎片

G1收集器使用的是“标记-整理”算法,进行了空间整合,降低了内存空间碎片。

区别四: 垃圾回收的过程不一样

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CMS回收垃圾的4个阶段

初始标记阶段:会让线程全部停止,也就是 Stop the World 状态
并发标记阶段:对所有的对象进行追踪,这个阶段最耗费时。但这个阶段是和系统并发运行的,所以不会对系统运行造成影响
重新标记阶段:由于第二阶段是并发执行的,一边标记垃圾对象,一边创建新对象,老对象会变成垃圾对象。 所以第三阶段也会进入 Stop the World 状态,并且重新标记,标记的是第二阶段中变动过的少数对象,所以运行速度很快
并发清理阶段: 这个阶段也是会耗费很多时间,但由于是并发运行的,所以对系统不会造成很大的影响

CMS的总结和优缺点
CMS采用 标记-清理 的算法,标记出垃圾对象,清除垃圾对象。算法是基于老年代执行的,因为新生代产生无法接受该算法产生的碎片垃圾。

优点:并发收集,低停顿

不足:

无法处理浮动垃圾,并发收集会造成内存碎片过多
由于并发标记和并发清理阶段都是并发执行,所以会额外消耗CPU资源

G1回收器的特点
G1的出现就是为了替换jdk1.5种出现的CMS,这一点已经在jdk9的时候实现了,jdk9默认使用了G1回收器,移除了所有CMS相关的内容。G1和CMS相比,有几个特点:

  1. 控制回收垃圾的时间:这个是G1的优势,可以控制回收垃圾的时间,还可以建立停顿的时间模型,选择一组合适的Regions作为回收目标,达到实时收集的目的
  2. 空间整理:和CMS一样采用标记-清理的算法,但是G1不会产生空间碎片,这样就有效的使用了连续空间,不会导致连续空间不足提前造成GC的触发
    G1把Java内存拆分成多等份,多个域(Region),逻辑上存在新生代和老年代的概念,但是没有严格区分

贴图感受一下:

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依旧存在新生代老年代的概念,但是没有严格区分。Region最多分为2048个

大对象的处理
除了上面优点之外,还有一个优点,那就是对大对象的处理。在CMS内存中,如果一个对象过大,进入S1、S2区域的时候大于改分配的区域,对象会直接进入老年代。G1处理大对象时会判断对象是否大于一个Region大小的50%,如果大于50%就会横跨多个Region进行存放

G1回收垃圾的4个阶段
初始标记:标记GC Roots 可以直接关联的对象,该阶段需要线程停顿但是耗时短

并发标记:寻找存活的对象,可以与其他程序并发执行,耗时较长

最终标记:并发标记期间用户程序会导致标记记录产生变动(好比一个阿姨一边清理垃圾,另一个人一边扔垃圾)虚拟机会将这段时间的变化记录在Remembered Set Logs 中。最终标记阶段会向Remembered Set合并并发标记阶段的变化。这个阶段需要线程停顿,也可以并发执行

筛选回收:对每个Region的回收成本进行排序,按照用户自定义的回收时间来制定回收计划

什么情况下应该考虑使用G1
参考官方文档:

实时数据占用超过一半的堆空间
对象分配或者晋升的速度变化大
希望消除长时间的GC停顿(超过0.5-1秒)

G1设置参数
控制G1回收垃圾的时间

-XX:MaxGCPauseMillis=200 (默认200ms)

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