JVM—垃圾回收器有哪些
目录
3.4 CMS（Concurrent Mark Sweep）——并发标记清除
一、引言
Java虚拟机的垃圾回收机制是Java语言的核心特性之一，它自动管理内存，使开发者无需手动释放对象
JVM将堆内存划分为新生代（Young Generation）和老年代（Old Generation），不同垃圾回收器针对不同代际采用不同算法
二、经典垃圾回收器
3.1 Serial 系列
Serial（串行）垃圾回收器是最基础的垃圾回收器，采用单线程进行垃圾回收。
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特点：回收时会暂停所有应用线程（Stop The World）
-
适用场景：单CPU环境、客户端应用、内存较小的场景
-
参数：
-XX:+UseSerialGC
工作方式：
-
新生代：复制算法
-
老年代：标记-压缩算法
3.2 ParNew 系列
ParNew是Serial新生代的多线程版本。
-
特点：多线程并行回收，与CMS配合使用
-
适用场景：多CPU环境、与服务端应用配合CMS
-
参数：
-XX:+UseParNewGC
3.3 Parallel 系列（吞吐量优先）
Parallel Scavenge和Parallel Old组合，关注吞吐量（应用程序运行时间 / 总运行时间）。
-
特点：
-
可控制吞吐量（
-XX:GCTimeRatio） -
可控制最大停顿时间（
-XX:MaxGCPauseMillis） -
支持自适应调节（
-XX:+UseAdaptiveSizePolicy）
-
-
适用场景：后台计算任务、高吞吐量场景
-
参数：
-XX:+UseParallelGC（JDK 8 默认）
3.4 CMS（Concurrent Mark Sweep）——并发标记清除
CMS是一种以获取最短回收停顿时间为目标的垃圾回收器，适用于对响应速度要求高的应用。
回收过程（四个阶段）：
| 阶段 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|
| 初始标记 | STW | 标记GC Roots直接关联的对象，速度很快 |
| 并发标记 | 并发 | 从GC Roots开始遍历对象图，与用户线程并发 |
| 重新标记 | STW | 修正并发标记期间变化的引用，停顿时间较短 |
| 并发清除 | 并发 | 清除死亡对象，与用户线程并发 |
特点：
-
优点：低停顿，并发收集
-
缺点：
-
对CPU资源敏感
-
无法处理浮动垃圾
-
产生内存碎片（标记-清除算法）
-
可能出现"Concurrent Mode Failure"退化为Serial Old
-
-
参数：
-XX:+UseConcMarkSweepGC
三、现代垃圾回收器
4.1 G1（Garbage First）垃圾回收器
G1是JDK 9及以后版本的默认垃圾回收器，它打破了传统的新生代/老年代物理隔离，将堆划分为多个Region（区域）。
核心设计：
-
堆被划分为大小相等的Region（约1MB-32MB）
-
每个Region可以扮演Eden、Survivor、Old或Humongous（巨型对象）角色
-
G1跟踪每个Region的垃圾堆积价值，优先回收垃圾最多的Region（Garbage First）
回收过程：
| 阶段 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|
| 初始标记 | STW | 标记GC Roots，速度很快 |
| 并发标记 | 并发 | 从GC Roots遍历对象图 |
| 最终标记 | STW | 处理SATB（Snapshot-At-The-Beginning）缓冲 |
| 筛选回收 | STW | 根据停顿预测模型，选择高价值Region回收 |
特点：
-
可预测的停顿时间（通过
-XX:MaxGCPauseMillis设置） -
空间整合：基于标记-压缩算法，无内存碎片
-
大内存场景：推荐堆内存4GB以上
-
默认参数：
-XX:+UseG1GC
4.2 ZGC（Z Garbage Collector）
ZGC是JDK 11引入、JDK 15正式产品化的超低延迟垃圾回收器。
核心特性：
-
停顿时间不超过10ms（无论堆内存多大）
-
支持TB级堆内存（可扩展至16TB）
-
并发回收：几乎所有阶段都是并发执行
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染色指针技术：将指针信息存储在指针中，实现并发标记
适用场景：大内存（>16GB）、低延迟要求的服务端应用
参数：-XX:+UseZGC
4.3 Shenandoah
Shenandoah是OpenJDK贡献的低延迟垃圾回收器，与ZGC类似。
核心特性：
-
并发压缩：实现了并发标记、并发压缩
-
停顿时间与堆内存大小无关
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优点：更激进的并发回收
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缺点：吞吐量略有下降
参数：-XX:+UseShenandoahGC（需要OpenJDK或Oracle JDK特定版本）
场景建议：
| 场景 | 推荐回收器 |
|---|---|
| 客户端应用、小内存（<512MB） | Serial |
| 吞吐量优先（如后台批处理） | Parallel |
| 低延迟要求（如Web服务） | G1 或 CMS |
| 大内存（>16GB）+ 低延迟 | G1 或 ZGC |
| 超低延迟（<10ms） | ZGC 或 Shenandoah |
| JDK 9+ 默认推荐 | G1 |
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