CMS介绍和过程分析

野性酷女 2022-10-30 11:19 238阅读 0赞

原文地址： https://blog.csdn.net/u012794505/article/details/79594956

# CMS介绍: #

CMS(Concurrent Mark-Sweep)(并发 标记-清除)是以牺牲吞吐量为代价来获得最短回收停顿时间的垃圾回收器。对于要求服务器响应速度的应用上，这种垃圾回收器非常适合。在启动JVM参数加上-XX:+UseConcMarkSweepGC ，这个参数表示对于老年代的回收采用CMS。CMS采用的基础算法是：标记—清除。

# CMS过程 #

初始标记(STW initial mark)  
并发标记(Concurrent marking)  
并发预清理(Concurrent precleaning)  
重新标记(STW remark)  
并发清理(Concurrent sweeping)  
并发重置(Concurrent reset)

## 初始标记 ： ##

在这个阶段，需要虚拟机停顿正在执行的任务，官方的叫法STW(Stop The Word)。这个过程从垃圾回收的”根对象”开始，只扫描到能够和”根对象”直接关联的对象，并作标记。所以这个过程虽然暂停了整个JVM，但是很快就完成了。

## 并发标记 ： ##

这个阶段紧随初始标记阶段，在初始标记的基础上继续向下追溯标记。并发标记阶段，应用程序的线程和并发标记的线程并发执行，所以用户不会感受到停顿。

## 并发预清理 ： ##

并发预清理阶段仍然是并发的。在这个阶段，虚拟机查找在执行并发标记阶段新进入老年代的对象(可能会有一些对象从新生代晋升到老年代， 或者有一些对象被分配到老年代)。通过重新扫描，减少下一个阶段”重新标记”的工作，因为下一个阶段会Stop The World。

## 重新标记 ： ##

这个阶段会暂停虚拟机，收集器线程扫描在CMS堆中剩余的对象。扫描从”跟对象”开始向下追溯，并处理对象关联。

## 并发清理 ： ##

清理垃圾对象，这个阶段收集器线程和应用程序线程并发执行。  
CMS执行过程图:  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzMzMzNjU0_size_16_color_FFFFFF_t_70]

# CMS缺点 #

CMS回收器采用的基础算法是Mark-Sweep(标记清除算法-参考下方说明)。所有CMS不会整理、压缩堆空间。这样就会有一个问题：经过CMS收集的堆会产生空间碎片。 CMS不对堆空间整理压缩节约了垃圾回收的停顿时间，但也带来的堆空间的浪费。为了解决堆空间浪费问题，CMS回收器不再采用简单的指针指向一块可用堆空 间来为下次对象分配使用。而是把一些未分配的空间汇总成一个列表，当JVM分配对象空间的时候，会搜索这个列表找到足够大的空间来hold住这个对象。  
需要更多的CPU资源。从上面的图可以看到，为了让应用程序不停顿，CMS线程和应用程序线程并发执行，这样就需要有更多的CPU，单纯靠线程切 换是不靠谱的。并且，重新标记阶段，为空保证STW快速完成，也要用到更多的甚至所有的CPU资源。当然，多核多CPU也是未来的趋势！  
CMS的另一个缺点是它需要更大的堆空间。因为CMS标记阶段应用程序的线程还是在执行的，那么就会有堆空间继续分配的情况，为了保证在CMS回 收完堆之前还有空间分配给正在运行的应用程序，必须预留一部分空间。也就是说，CMS不会在老年代满的时候才开始收集。相反，它会尝试更早的开始收集，已 避免上面提到的情况：在回收完成之前，堆没有足够空间分配！默认当老年代使用68%的时候，CMS就开始行动了。 – XX:CMSInitiatingOccupancyFraction =n 来设置这个阀值。  
总得来说，CMS回收器减少了回收的停顿时间，但是降低了堆空间的利用率。

# CMS使用场景 #

如果你的应用程序对停顿比较敏感，并且在应用程序运行的时候可以提供更大的内存和更多的CPU(也就是硬件牛逼)，那么使用CMS来收集会给你带来好处。还有，如果在JVM中，有相对较多存活时间较长的对象(老年代比较大)会更适合使用CMS。

个人补充：

# 标记清除算法： #

简单讲就是，JVM内存区域就像一个网格，每个网格存储不同的数据，改方法逻辑是，扫描网格内容，并进行标记，被标记的部分会被清理。  
标记清除算法的优缺点：  
优点：清理速度快，占用时间极少  
缺点：内存空间没有进行整理，造成大量的空间碎片，导致内存占用率高  
也就是空间换时间的概念。

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