垃圾收集器与内存分配策略

垃圾收集器——串行与并行、CMS与G1

在Java虚拟机(JVM)中，垃圾收集器是一个非常重要的组件，它负责回收不再使用的内存空间，以便为新的对象分配内存，垃圾收集器的性能直接影响到应用程序的运行效率，本文将介绍两种垃圾收集器：串行收集器和并行收集器，以及它们的代表产品CMS和G1。

串行收集器

串行收集器是一种单线程执行的垃圾收集器，它按照预定的顺序依次执行垃圾回收操作，串行收集器的特点是简单、高效，但在多核处理器环境下，由于只有一个线程在工作，所以无法充分利用多核处理器的优势。

并行收集器

并行收集器是一种多线程执行的垃圾收集器，它可以同时执行多个垃圾回收任务，从而提高垃圾回收的效率，并行收集器的特点是高效、低延迟，但其实现较为复杂。

1、CMS(Concurrent Mark Sweep)

CMS(Concurrent Mark Sweep,并发标记-清除)是一种以获取最短停顿时间为目标的垃圾收集器，它使用了一种称为“并发标记”的过程，该过程在应用程序运行时进行，不会阻塞用户线程，CMS还使用了一个称为“并发清除”的过程，该过程会在某个时刻暂停应用程序线程，对整个堆进行垃圾回收，CMS的优点是低延迟，缺点是可能会导致内存碎片。

2、G1(Garbage-First)

G1(Garbage-First)是一种面向服务场景的垃圾收集器，它将堆划分为多个大小相等的区域，称为“Region”，G1首先对所有的Region进行一次全面的垃圾回收，然后根据各个Region的垃圾回收情况，将它们合并成更大的Region，G1的优点是可以有效地减少内存碎片，缺点是实现较为复杂。

相关问题与解答

1、串行收集器和并行收集器在实际应用中如何选择？

答：串行收集器适用于单核处理器环境，或者对延迟要求较高的场景；并行收集器适用于多核处理器环境，或者对吞吐量要求较高的场景，具体选择哪种收集器，需要根据实际情况进行权衡。

2、CMS和G1在垃圾回收时的性能表现如何？

答：CMS在低延迟方面具有优势，但可能导致内存碎片；G1在减少内存碎片方面具有优势，但延迟可能较高，具体性能表现需要通过实际测试进行评估。

3、如何优化CMS和G1的性能？

答：可以通过调整堆的大小、新生代和老年代的比例、晋升阈值等参数来优化CMS的性能；可以通过调整Region的大小、数量等参数来优化G1的性能，还可以采用一些高级技术，如预留一定比例的内存作为元数据区，以减少垃圾回收的次数等。

4、CMS和G1在哪些场景下适用？

答：CMS适用于单核处理器环境，或者对延迟要求较高的场景；G1适用于多核处理器环境，或者对吞吐量要求较高的场景，由于G1可以有效地减少内存碎片，因此在需要避免内存碎片的场景下也可以考虑使用G1。