java垃圾回收——CMS

what：

　　CMS全称Concurrent marke sweep，中⽂是并发标记清除算法。　　CMS出现的⽬的是：尽可能的减少STW（stop the world）的时间。

⼤体流程：

注意：“预清理”和“可终⽌清理”没有标记出来 how：

　　CMS⼯作分7步，分别是：　　1、初始标记；

　　　　STW的⽅式⼯作。标记出根对象（GC root直接引⽤的对象），从线程栈、静态区（⽅法区的静态属性引⽤对象、⽅法区的常量引⽤对象）、本地⽅法栈的JNI引⽤的对象。

　　　　包含2部分：a、⽼年代中全部的GC root对象，如下图的1结点；b、年轻代中活着的对象，它们所引⽤到的⽼年代中的对象，如下图的节点2、3

　　2、并⾏标记；

　　　　以“初始标记”的对象集为起点，并⾏的找到所有存活的对象；由于该阶段是和⽤户线程同时进⾏的，所以对象之间的引⽤关系会发⽣改变（如：新⽣代升到⽼年代、⽼年代中的对象引⽤关系变化等）。如果不进⾏后续处理，会出现“漏标”的情况。即有了后⾯的“重新标记”步骤。

　　　　为了提⾼“重新标记”的效率，会将“并⾏标记”阶段变化的对象所在的card标记为dirty，后续只扫描标记为dirty的card。　　　　该阶段会增加2个节点4和5。

　　3、预清理；

　　　　由于“并发标记”阶段，并不能标记所有存活的对象（原因是：并⾏）。在该阶段会扫描所有dirty的card。如下图：“并发标记”阶段，

节点3的引⽤关系发⽣了变化，所有节点3所在的card会被标记成dirty。

　　　　扫描后，6节点会被标记上，如下图；

　　4、可终⽌预清理；

　　　　该阶段主要是为下阶段的⼯作铺垫，尽量承担⼀部分下阶段的⼯作，该阶段持续的事件依赖很多因素，例如：重复次数、持续⼯作时间登。

　　　　⽬的是：期待在该阶段中发⽣异常YGC，从⽽减少下个阶段扫描新⽣代对⽼年代引⽤的时间。　　5、重新标记；

　　　　⽬的：标记⽼年代中所有存活的对象。

　　　　本阶段标记的范围是：整个堆，包含young和old代。为何扫描young代？old代中的对象只要是被young代中的对象引⽤了，就算是活的。即使young中的对象是不可达，也会⽤来做gc root扫描old代。

　　　　在第2到第4阶段，都是和⽤户线程并⾏的，young代中对old代中的对象引⽤关系发⽣了变化，所以remark要化很长时间来STW做标记。则CMS会尽量在做final remark时，young代是⾜够⼲净的。

　　　　可以加⼊参数-XX:+CMSScavengeBeforeRemark，在重新标记之前，先执⾏⼀次ygc。　　6、并发清理

　　　　此阶段是：完成前5阶段标记后剩下的垃圾对象。

　　　　在此阶段的时间内，⽤户新产⽣的垃圾，就只能等到下个阶段在清理了。　　7、并发重置；

　　　　重置CMS内部的数据结构，准备给下个阶段的CMS使⽤。 注意：

　　1、减少final remark的时间：

　　　⼀般CMS的80%时间来⾃“final remark”，如果发现该阶段的时间⽐较长，可以考虑使⽤如下参数：　　　　-XX:+CMSScavengeBeforeRemark

　　2、内存碎⽚：

　　CMS是基于“标记-清理”原理来做的。

　　⼀般通过：CMSFullGCsBeforeCompaction来设计压缩的。CMSFullGCsBeforeCompaction默认是0。

　　3、concurrent mode failure

　　CMS除了“初始标记”和“重新标记”2个阶段会STW，其他阶段都是和⽤户进程并发的。就会出现：⽤户线程向⽼年代不断提交新的对象，但是⽼年代还没来得及腾出空间，⽼年代空间满了，就出现了concurrent mode failure。

　　可以通过调整：-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction和-XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly。⼆者关系：如果不设置UseCMSInitiatingOccupancyOnly，只设置XX:CMSInitiatingOccupancyFraction。那么JVM只会第⼀次使⽤

XX:CMSInitiatingOccupancyFraction，后⾯会⾃动调整XX:CMSInitiatingOccupancyFraction，从⽽导致设置的不在有效。

　　注意：如果XX:CMSInitiatingOccupancyFraction设置⼤了会fullGC，⼩了会频繁cms gc，那就说明⽼年代的空间⼩了（需要增⼤）。　　危害：“concurrent mode failure”会导致fullGC变成Serial Old收集器，它是单线程的标记-压缩收集器，所以耗时⾮常的长。如下⾯的例⼦：

　　4、promotion failed

　　发⽣在年轻代回收。⼀般是：Minor GC时，Survivor Space放不下，对象只能放⼊⽼年代，⽽此时⽼年代也放不下造成的。　　解决⽅案：a、增⼤Survivor空间；b、减少对象的⼤⼩；