Minor GC,Major GC,Full GC -- hotspot VM GC讲解

针对HotSpot VM的实现，它里面的GC其实准确分类只有两大种：

• Partial GC：并不收集整个GC堆的模式
  • Young GC：只收集young gen的GC
  • Old GC：只收集old gen的GC。只有CMS的concurrent collection是这个模式
  • Mixed GC：收集整个young gen以及部分old gen的GC。只有G1有这个模式
• Full GC：收集整个堆，包括young gen、old gen、perm gen（如果存在的话）等所有部分的模式。

Major GC通常是跟full GC是等价的，收集整个GC堆。但因为HotSpot VM发展了这么多年，外界对各种名词的解读已经完全混乱了，当有人说“major GC”的时候一定要问清楚他想要指的是上面的full GC还是old GC。

对于 Hotspot 中常见的收集器 ：serial GC,  parallel GC, CMS(concurrent Mark Sweep),G1(garbage first garbage collector)这是收集器算法，就是选择何时触发minor GC,和 full GC.

比如：

serial GC单线程 收集器，它要是执行，那么应用线程都得终止。触发条件：

young GC：当young gen中的eden区分配满的时候触发。注意young GC中有部分存活对象会晋升到old gen，所以young GC后old gen的占用量通常会有所升高。

full GC：当准备要触发一次young GC时，如果发现统计数据说之前young GC的平均晋升大小比目前old gen剩余的空间大，则不会触发young GC而是转为触发full GC（因为HotSpot VM的GC里，除了CMS的concurrent collection之外，其它能收集old gen的GC都会同时收集整个GC堆，包括young gen，所以不需要事先触发一次单独的young GC）；或者，如果有perm gen的话，要在perm gen分配空间但已经没有足够空间时，也要触发一次full GC；或者System.gc()、heap dump带GC，默认也是触发full GC。

Parallel Scavenge（-XX:+UseParallelGC）框架下，默认是在要触发full GC前先执行一次young GC，并且两次GC之间能让应用程序稍微运行一小下，以期降低full GC的暂停时间（因为young GC会尽量清理了young gen的死对象，减少了full GC的工作量）。

Parallel GC 执行也是终止所有的应用线程，但是这个收集器是多线程的，目的就是利用CPU的多核资源。

---目前客户端应用程序采用上述两种收集器。服务器端一般采用CMS 和 G1垃圾收集器，Java9 将默认采用G1垃圾收集器。

这张图来自于《深入理解Java虚拟机--jvm最高特性与最佳实践    周志明》，这张图也是很多Java初学者了解Hotspot GC需要记住了解的图。

下面 就说明一下图中这些minor GC，先说serialNew 和 serialOld 这个是单线程的，也就是stop all of world，当然其他的GC，比如parallelOld 和 parNew虽是多线程收集，但是还是stop the world.serialold 或者 serialNew 单线程，回收效率较低，那么为什么现在还在使用？？？那是因为其算法简单，停止所有应用线程去专心收集垃圾，收集效率极高，几乎把你所有没有使用到的对象垃圾都给你收回来。专心做收集，那么你的内存空间能多大呢？还不得几十毫秒或者几百毫秒就给你搞定的事情。停顿也是极短的时间。所以这个垃圾回收器一直都在使用。在client程序中也是主导的。

parNew 和 parallel Old 垃圾回收器和serial很相近，无非就是使用了多线程，目的就是借助处理器的多核能力。（毕竟现在处理器都是多核的）

parallel Scavenge 这个较为特殊的GC，其目的是为了实现最大的吞吐量，吞吐量=用户任务处理时间 / (用户处理时间 + 垃圾回收时间)；说白了我就是给用户开口让其设置参数

来限制垃圾回收的时间，怎么限制垃圾回收时间，就是让垃圾不是那么彻底的回收干净，牺牲一定的yong 代空间，那么我让你回收时间缩短，增加吞吐量。

CMS consurrent mark sweep 这个回收器是在old 代的，主要和其他yong代配合使用，上述图中，只要垃圾回收器之间有连接线，那么就可以配合使用。CMS看其名称就知道基于标记-清除算法，标记清除-清除算法，有好处，啥好处？就是省空间，不复制，不节省空间嘛。但是产生垃圾碎片，导致存储空间不连续。有没有好的垃圾清除算法（垃圾清除算法主要就是标记算法，复制算法，标记-清除算法，标记整理算法），好的算法就是标记-整理算法，但是复杂呀！！！CMS是要降低停顿时间，你搞个那么复杂的算法，回收时间咋控制。

CMS工作主要分为四个步骤，初始标记--并发标记--重复标记--并发清除；初始标记和重复标记是stop the word,为啥？？？ 标记的时候为了标记的准确同时对整个old空间都做标记，应用线程不得停顿嘛！并发标记的时候是基于初始标记的结果，所以用户线程可以运行，所以这个过程是并发的。重复标记是同一个道理，回收的时候，就是多线程并发回收。CMS在回收的时候由于分多个过程，回收时间也稍稍长，那么这个过程中，用户线程并发性能回收影响。

在CMS收集垃圾的时候，会给用户线程留点空间，用于用户存储old数据，如果在垃圾回收的过程中，这块小区域满了，那么用户线程都要被停止。

G1垃圾回收器，garbage first，就是讲堆区划分很多的区域块，优先回收优先级较高的区域，而且会综合之前回收的经验，统计便于收集或者这块区域较为重要，或者垃圾较多的区域，对其优先收集。而且在手机过程中，其他区域是可以提供给用户开销的，所以G1几乎使得用户线程不停顿。