【理解HotSpot虚拟机】串行垃圾收集器Serial和Serial Old原理

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上一篇GC垃圾收集器的对比分析分析和对比了JVM中常见的垃圾收集器，本篇先来探究串行垃圾收集器的原理。

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1 Serial 收集器

Serial 收集器是在 DefNewGeneration 新生代上实现收集的，DefNewGeneration上分为3个区：eden 区、 from区和 to 区。Serial 收集器使用复制算法进行回收复制算法的思想是将eden和from区活跃的对象复制到to区，并清空eden区和from区，如果to区满了，那么部分对象将会被晋升移动到老年代，随后交换from和to区。

假设我们有如下状态的 DefNewGeneration 需要收集：

Step 1

遍历当前内存代中所有根对象，eden和from区的根对象将被复制到to区，形成T0对象集

复制eden的根对象

Step 2

遍历更低内存代（DefNewGeneration无更低内存代）和更高内存代对象（TenuredGeneration）所有对象（实际中无需遍历所有，而是通过Card Table解决），如果这些对象有引用当前内存代的对象，则把对象复制到to区，形成T0对象集

遍历其他内存代的对象

Step 3

通过广度优先搜索算法遍历扫描活跃对象，即T0对象集

从T0集合开始广度优先算法

Step 4

如果Eden区中的对象的age达到_tenuring_threshold，则不是将对象复制到to区，而是提升到高一代（TenuredGeneration）

6号对象的age超过_tenuring_threshold

Step 5

如果to区满了，eden区中的存活对象也将被提升到高一代（TenuredGeneration）

7号对象因to区满了也提升到Old区

Step 6

1. 清除eden区和from区
2. 交换from区和to区地址

小结

• 进行GC前需要确定（1）to区为空；（2）下一个内存代有足够的内存容纳新生代的所有对象
• Step 1 - Step 3被称为可达性分析

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2 Serial Old 收集器

Serial Old 收集器是在 TenuredGeneration 老年代上实现收集的，Serial Old 收集器 所使用的垃圾回收算法是标记-压缩-清理算法。在回收阶段，将标记对象越过堆的空闲区移动到堆的另一端，所有被移动的对象的引用也会被更新指向新的位置。

假设我们有如下状态的 TenuredGeneration 需要收集：

Step 1 递归标记所有活跃对象

与DefNewGeneration类似，以

• 当前内存代中所有根对象
• 在当前代中，被更低内存代（DefNewGeneration）和更高内存代对象（TenuredGeneration无更高代）任意对象引用的当前内存代的对象

为初始集合，采用广度优先算法查找当前代中的存活对象

Step 2 计算所有活跃对象在压缩后的偏移地址

遍历所有的对象，为存活对象重新计算新对象的地址，并将新地址设置为存活对象的转发指针

Step 3 更新对象的引用地址

遍历各内存代对象/引用，若对象所引用的对象已经被标记，则更新其引用地址为转发指针所转向的新地址。

Step 4 移动所有活跃/存活对象到新的位置

遍历TenuredGeneration对象，对于存活对象，复制原对象的数据内容到压缩后的地址（即转发指针的地址），并初始化新的位置的对象的MarkWord

小结

• 用广度优先方法作可达性时，DefNewGeneration 是用to区来保存结果，而 TenuredGeneration 是用一个临时stack来保存结果
• 标记对象：设置对象的对象头为被标记状态，有些对象的对象头可能包含一些信息，需要在GC结束之后进行恢复，所以标记前需保存对象和对应的对象头

3 参考

http://www.cnblogs.com/iceAeterNa/p/5028155.html
http://www.cnblogs.com/iceAeterNa/p/4878112.html

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