拒绝被面试官“套路”！深入剖析CMS垃圾收集器的奥秘

2022-12-25 09:02:41

CMS 垃圾收集器：并行垃圾回收的先驱

在软件开发中，垃圾回收是一项至关重要的任务，它负责清理不再使用的对象，释放内存空间，确保程序平稳高效地运行。在众多垃圾收集器中，CMS（Concurrent Mark Sweep）垃圾收集器以其并行处理的优势脱颖而出，成为程序员的不二之选。

揭秘 CMS 垃圾收集器的运作机制

CMS 垃圾收集器采用了创新的“并行回收”策略，允许它在程序运行的同时进行垃圾回收，最大限度地减少对程序性能的影响。其工作流程主要分为三个阶段：

1. 标记阶段： 在这个阶段，CMS 垃圾收集器会标记出所有需要回收的对象。

2. 并行回收阶段： 标记阶段完成后，CMS 垃圾收集器启动并行回收阶段。在此阶段，它将标记出的对象进行回收，同时程序继续运行，互不干扰。

3. 重新标记阶段： 并行回收阶段结束后，CMS 垃圾收集器进行重新标记阶段，再次标记出所有需要回收的对象并回收它们。

CMS 垃圾收集器的优缺点一览

优点：

并行处理： CMS 垃圾收集器的核心优势在于其并行处理能力，使垃圾回收与程序运行并行进行，大大降低了垃圾回收对程序性能的影响。
低停顿时间： CMS 垃圾收集器在垃圾回收过程中只会暂停程序运行很短的时间，非常适合对停顿时间敏感的应用程序。

缺点：

内存占用高： CMS 垃圾收集器需要额外的内存空间来存储垃圾回收相关信息，这可能会增加程序的内存占用量。
回收效率较低： 由于 CMS 垃圾收集器采用并行处理的方式，其回收效率可能会略低于其他类型的垃圾收集器。

CMS 垃圾收集器的适用场景

CMS 垃圾收集器适用于以下场景：

对停顿时间要求较高的应用程序：由于其低停顿时间的特性，CMS 垃圾收集器非常适合那些对程序响应速度至关重要的应用程序。
内存空间充足的应用程序：CMS 垃圾收集器需要额外的内存空间，因此更适合内存空间充足的应用程序。

代码示例：

import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class CmsExample {
  private static final ConcurrentHashMap<Integer, Integer> MAP = new ConcurrentHashMap<>();

  public static void main(String[] args) {
    ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(Runtime.getRuntime().availableProcessors());

    // 模拟并发读写操作
    for (int i = 0; i < 100000; i++) {
      executorService.execute(() -> MAP.put(i, i));
      executorService.execute(() -> MAP.get(i));
    }

    executorService.shutdown();
    executorService.awaitTermination(1, TimeUnit.MINUTES);

    // 触发 CMS 垃圾回收
    System.gc();
  }
}