CMS和G1

CMS收集器

CMS(Concurrent Mark Sweep)收集器是一种以最短响应时间为目标的垃圾收集器。

如其名字其使用的回收算法为标记-清除算法，并且作用于老年代，其收集步骤包括以下四步：

1）、初始标记：标记与GCRoots直接相连的对象，该过程需要stop the world（单线程）

2）、并发标记：标记线程和用户线程一起工作，遍历整个对象图

3）、重新标记：该过程是为了修正并发标记中标记变动的那部分对象

4）、并发清理：清理线程同用户线程一起工作

CMS算法的三个缺点：

1）、对处理机资源敏感，由于标记/清理阶段用户线程是与gc线程一起工作的，对于cpu核心数量较少的处理机例如只有两核的，此时由于gc线程的存在，直接降低了一半的处理能力。

2）、可能会出现Conncurrent Mode Failure的问题，导致一次full gc，由于并发标记/并发清理阶段，gc线程和工作线程一起执行，因此CMS过程中会产生浮动垃圾，因此CMS不能像其他老年代收集器那样等老年代填满了再收集，必须留有一定的空闲用于存储CMS执行期间产生的新的对象。因此CMS运行期间若预留的空间不足以分配对象，则会出现并发失败的情况，如此不得已只能使用serial Old收集器了。

3）、标记整理算法固有的问题，内存碎片。

G1收集器

Garbage First收集器，首次提出了局部收集的设计思路和基于Region的内存布局。

对于G1来说，其每次收集的区域不再是整个年轻代、老年代或者整个堆。其可以将堆内存中的任何区域组成回收集进行回收，其用于用于衡量是否需要收集的标准不再是年轻代、老年代而是哪个内存中存放的垃圾最多，回收收益最大。

此外其将堆内存区域分成一个个Region，每个Rigion的功能不固定，可以根据需要作为Eden空间、survivor空间以及老年代空间。收集时以一个Region为最小单元，如此可以避免整个堆的进行垃圾回收。

之前提到的每次回收价值最大的区域，该“价值”指的是通过回收可获得的空间以及回收所需的时间（这里的时间是经验者），具体操作为在后台维护一个优先级列表，每次根据用户设定的允许的收集停顿时间（-XX:MaxGCpauseMillis）回收那些价值最大的region。

其收集步骤如下：

1）、初始标记：标记与GCRoots直接相连的对象(单线程）

2）、并发标记：标记线程和用户线程一起工作，遍历整个对象图

3）、重新标记：处理并发标记出现在STAB（Snapshot At the Begin）中的记录（只有gc线程需要STW）

4）、筛选回收：选择价值最高的这部分Region（需要考虑用户设定的停顿时间），将这部分中Region中活的对象复制到空的Region中，再清理到旧的Region空间。

CMS和G1的比较

G1替换掉CMS已经成为不可逆转的趋势，下面就G1为何比CMS优秀加以说明：

1）G1基于Region的局部回收避免了全堆进行垃圾回收，再加上其按照动态受益确定回收集极大的提升了回收效率。

2）G1总体上采用的是标记-整理算法，局部（region之间）采用的是标记-复制算法，与CMS的标记-清除算法相比，其不会产生内存碎片。

G1也存在他的缺点：

G1的卡表所占的空间巨大，由于每个Region都要拥有一张卡表，如此导致记忆集要占20%左右的堆空间，而CMS中只需要维护老年代指向新生代的一张卡表即可。