CMS垃圾回收器：图文详解与核心流程
2023-05-06 17:44:38
揭秘 CMS 垃圾回收器的核心流程：并发与并行的神奇组合
CMS 垃圾回收器的工作原理
想象一下，你的程序就像一座城市，堆是城市中存放所有建筑物和数据的地方。随着时间的推移，有些建筑物会被拆除，新的建筑物会被建造。同样，在计算机程序中，某些对象不再需要了，而另一些对象则被创建。这就是垃圾回收器的用武之地。
CMS（并发标记清除）垃圾回收器是一种在后台运行的特殊清洁工，它负责识别和删除不再需要的对象，以释放宝贵的内存。它巧妙地利用了并发和并行技术，在应用程序运行时执行其职责，而不会造成太大干扰。
CMS 垃圾回收器的四个阶段
CMS 垃圾回收器的工作流程可分为四个阶段：
1. 初始标记：快速扫描
在这个阶段，CMS 垃圾回收器就像一位敏锐的侦探，迅速扫描整个堆，识别所有仍然使用的对象并将其标记为“存活”。这个过程通常非常迅速，因为 CMS 使用并发标记技术，这意味着它可以在应用程序运行的同时进行。
2. 并发标记：持续跟踪
在初始标记之后，CMS 垃圾回收器进入并发标记阶段。在这段时间里，它继续扫描堆，并标记应用程序运行期间创建的任何新对象。这就像一个勤奋的保姆，不断监视应用程序的活动，以确保所有新“居民”都被标记为“存活”。
3. 重新标记：二次确认
并发标记完成后，CMS 垃圾回收器会进行重新标记阶段，就像一名细心的审计员再次仔细检查堆，以确保所有存活对象都被正确标记。这个阶段通常比初始标记和并发标记阶段耗时更长，但它至关重要，可以确保所有仍然需要的数据都得到保护。
4. 并发清除：腾出空间
最后，CMS 垃圾回收器进入并发清除阶段，就像一个无情的清洁工，删除所有没有标记为“存活”的对象。与并发标记一样，这个阶段也与应用程序并发执行，这意味着它不会中断应用程序的正常运行。
CMS 垃圾回收器的优缺点
就像任何技术一样，CMS 垃圾回收器有其优点和缺点：
优点：
- 高并行性： 它可以在后台运行，而不会严重影响应用程序的性能。
- 低延迟： 它通常具有较低的延迟性，对于对响应时间敏感的应用程序非常有益。
缺点：
- 空间开销： 它需要预留部分内存来存储回收期间的对象，可能导致应用程序的内存消耗增加。
- 碎片化： 它有时会产生内存碎片，这可能会影响应用程序的性能。
CMS 垃圾回收器的常见问题
1. 并发模式下应用程序性能波动
CMS 垃圾回收器并发运行可能会导致应用程序性能出现暂时波动，这在某些情况下可能会引起关注。
2. 内存碎片化
正如前面提到的，CMS 垃圾回收器有时会产生内存碎片，这可能会降低应用程序的整体性能。
3. 晋升失败
在某些情况下，CMS 垃圾回收器可能无法将对象从年轻代晋升到老年代，这可能会导致应用程序崩溃。
4. 调优困难
CMS 垃圾回收器的调优可能很复杂，尤其是在具有特定性能要求的应用程序中。
5. 对大堆的处理
对于具有大堆的应用程序，CMS 垃圾回收器可能无法提供最理想的性能。
CMS 垃圾回收器的最佳使用场景
CMS 垃圾回收器非常适合以下场景：
- 对响应时间敏感的应用程序（具有低延迟要求）。
- 并发性至关重要的应用程序（避免性能中断）。
- 中等大小的堆（避免大堆相关的性能问题）。
结论：一个强大的工具，但并非适用于所有人
CMS 垃圾回收器是一种功能强大的工具，可在后台高效释放内存。其并发和并行技术使其成为对性能敏感的应用程序的理想选择。然而，它也有一些缺点，例如内存开销和碎片化，在某些情况下可能是不可接受的。了解 CMS 垃圾回收器的优点和缺点至关重要，以便根据特定应用程序的需求做出明智的决策。
代码示例
import java.util.concurrent.ConcurrentMarkSweepGC;
public class CMSGarbageCollection {
public static void main(String[] args) {
// 创建 CMS 垃圾回收器实例
ConcurrentMarkSweepGC cmsGC = new ConcurrentMarkSweepGC();
// 触发垃圾回收
cmsGC.gc();
}
}
