并发垃圾收集器CMS：精细优化，实现低停顿

正文

在深入浅出JVM（十七）之并发垃圾收集器CMS中，我们将深入剖析CMS（并发标记清除）垃圾收集器的原理、优缺点和应用场景，帮助读者了解如何在Java虚拟机（JVM）中优化垃圾收集性能，降低应用程序的停顿时间，提高吞吐量和降低延迟。

并发垃圾收集器CMS：精细优化，实现低停顿

在Java虚拟机（JVM）中，垃圾收集器是内存管理的重要组成部分，负责回收不再使用的对象，释放内存空间。并发垃圾收集器CMS（Concurrent Mark Sweep）是一种并行垃圾收集器，它允许用户线程和垃圾收集器线程同时运行，从而降低应用程序的停顿时间。

CMS的原理

CMS垃圾收集器采用“标记-清除”算法，它首先标记出所有要被回收的对象，然后清除这些对象占用的内存空间。与传统的串行垃圾收集器不同，CMS垃圾收集器可以在用户线程运行的同时执行标记和清除操作，从而降低应用程序的停顿时间。

CMS的优缺点

CMS垃圾收集器具有以下优点：

• 并发执行：CMS垃圾收集器允许用户线程和垃圾收集器线程同时运行，从而降低应用程序的停顿时间。
• 低停顿时间：CMS垃圾收集器的目标是将应用程序的停顿时间控制在几毫秒之内，这对于对延迟敏感的应用程序非常重要。
• 可预测的停顿时间：CMS垃圾收集器可以通过调整垃圾收集参数来控制应用程序的停顿时间，这使得应用程序的性能更加可预测。

CMS垃圾收集器也存在以下缺点：

• 吞吐量较低：CMS垃圾收集器在并发执行时会降低应用程序的吞吐量，因为垃圾收集器线程会占用一定的CPU资源。
• 增量更新会导致浮动垃圾：CMS垃圾收集器在并发执行时会增量更新引用链，这会导致浮动垃圾的出现。浮动垃圾是指那些在垃圾收集过程中被标记为需要回收，但由于引用链的更新而再次被引用，从而避免了回收的对象。
• 在某些场景下反而使会使用Serial Old导致延迟更高：CMS垃圾收集器在并发执行时，会降低应用程序的吞吐量，如果应用程序的分配率较高，则可能会导致CMS垃圾收集器无法及时回收垃圾，从而导致应用程序的延迟更高。

CMS的应用场景

CMS垃圾收集器适用于以下场景：

• 对延迟敏感的应用程序：CMS垃圾收集器能够将应用程序的停顿时间控制在几毫秒之内，这对于对延迟敏感的应用程序非常重要。
• 可预测的停顿时间：CMS垃圾收集器可以通过调整垃圾收集参数来控制应用程序的停顿时间，这使得应用程序的性能更加可预测。
• 吞吐量要求不高：CMS垃圾收集器的吞吐量较低，因此不适合吞吐量要求高的应用程序。

结论

CMS垃圾收集器是一种并行垃圾收集器，它允许用户线程和垃圾收集器线程同时运行，从而降低应用程序的停顿时间。CMS垃圾收集器具有并发执行、低停顿时间和可预测的停顿时间等优点，但也存在吞吐量较低、增量更新会导致浮动垃圾等缺点。CMS垃圾收集器适用于对延迟敏感的应用程序、可预测的停顿时间和吞吐量要求不高的应用程序。