CMS算法实现: 触发机制剖析
2023-09-13 01:37:04
CMS垃圾回收器的触发机制
简介
并发标记清除 (CMS) 算法是一种流行的垃圾回收器，以其对应用程序响应时间的友好性而闻名。CMS 算法通过并行执行标记和清除阶段来最大限度地减少应用程序的暂停时间。但是，要优化垃圾回收性能，了解 CMS 算法的触发机制至关重要。本文将深入探讨 CMS 算法中 young GC 和 old GC 的触发点。
Young GC 触发机制
Young GC 的触发机制与其他收集器类似。主要由以下因素决定：
- Eden 空间占用率： 当 Eden 空间占用率达到预定义的阈值（Eden Fill Percentage）时，将触发 young GC。
- From Survivor 空间占用率： 当 From Survivor 空间占用率达到预定义的阈值（Survivor Occupancy Percentage）时，也会触发 young GC。
Old GC 触发机制
与 young GC 不同，old GC 的触发机制更加复杂，涉及多个因素：
- 晋升失败： 当 young GC 无法将所有晋升对象放入 To Survivor 空间时，将触发 old GC。这是因为晋升失败表明 old 空间已满，无法容纳更多对象。
- CMS 周期性触发： CMS 算法会定期触发 old GC，即使没有其他触发条件。该周期由参数
CMSInitiatingOccupancyFraction控制，该参数指定 old 空间占用率的阈值。达到该阈值后，将触发 old GC。 - 应用请求： 应用程序可以通过调用
System.gc()方法显式请求 old GC。但是，在 CMS 算法中，该方法仅会触发 concurrent mode failure (CMF)，导致应用程序暂停一段时间。
GC 触发流程
一旦满足任何触发条件，CMS 算法将启动以下流程：
- 初始标记： CMS 算法会并发地标记所有 young GC 和 old GC 根对象引用的对象。
- 并发标记： CMS 算法继续并发地标记从根对象可达的对象，直到所有可达对象都被标记。
- 重新标记： CMS 算法会暂停应用程序，以便标记并发标记阶段可能遗漏的对象。
- 并发清除： CMS 算法会并发地清除所有标记为不可达的对象，释放内存。
优化触发机制
优化 CMS 算法的触发机制可以显著提高垃圾回收性能。以下是一些最佳实践：
- 调整
Eden Fill Percentage和Survivor Occupancy Percentage阈值，以平衡 young GC 频率和性能。 - 调整
CMSInitiatingOccupancyFraction阈值，以控制 old GC 的触发频率。 - 避免在应用程序繁忙期间显式调用
System.gc()方法。
结论
CMS 算法的触发机制是其有效运行的关键。通过理解 young GC 和 old GC 的触发点，以及 GC 触发流程，开发人员可以优化垃圾回收性能，确保应用程序响应时间的可预测性和可接受性。
常见问题解答
-
CMS 算法中的并发标记如何工作？
并发标记阶段中，CMS 算法会使用一组线程同时标记从根对象可达的对象。这允许应用程序在标记过程中继续运行。 -
重新标记阶段为何必要？
重新标记阶段可确保标记所有对象，包括并发标记阶段可能遗漏的对象，例如在标记过程中创建的对象。 -
可以通过哪些方法显式请求 old GC？
可以通过调用System.gc()方法显式请求 old GC。但是，在 CMS 算法中，该方法仅会触发 CMF，而不是完全的 old GC。 -
CMS 算法对应用程序性能有什么影响？
CMS 算法对应用程序性能的影响取决于各种因素，例如应用程序的内存使用模式、CMS 参数和服务器硬件。优化触发机制有助于最大限度地减少对性能的影响。 -
CMS 算法适合哪些类型的应用程序？
CMS 算法适合对应用程序响应时间有较高要求的应用程序，例如交互式 Web 应用程序和用户界面。
