JVM之CMS垃圾回收器

第一款真正意义上的并发垃圾回收器Concurrent Mark Sweep并发标记清除垃圾回收器

垃圾回收的主要流程为以下

1.初始标记：发生STW，初始标记阶段仅仅是标记一下GC roots能够直接引用的对象，就恢复用户线程的执行，因此暂停时间很短。

2.并发标记：并发标记就是从初始标记过的那些对象出发，遍历整个对象图的过程。

由于用户线程和标记线程一块执行，所以并发标记中存在一些问题：

• 多标：原本是在对象整个引用链中的，在标记过后引用断开了，变成了垃圾对象，这种属于浮动垃圾，本次垃圾回收无法清理。
• 漏标：CMS使用的是三色标记法（没了解过的同学需要去了解一下），使得原本应该标记为黑色的对象，被标记成了白色。
  原本标记为黑色的对象被标记为了白色必须同时满足下面两个条件
  (1) 赋值器插入了一条或多条从黑色对象到白色对象的引用。（因为黑色对象一般来说不会再进行遍历，所以白色对象的状态不会该表）
  (2)赋值器删除了所有从灰色对象到该白色对象的引用。（所有白色对象都是经由灰色对象遍历到从而变灰再变黑）

3.重新标记

重新标记索要做的工作就是修复在并发标记中引用发生的修改，该部分也是STW的，不然如果引用一直修改的话，重新标记将会一直无法结束。

CMS采用的是 写屏蔽+ 增量更新完成漏标的问题

假设现在有黑色节点 A ,灰色节点B 白色节点C

A -->> B -->> C

此时引用发生改变了 A–>>B并且 A–>>C

漏标的代码如下

Obj var = B.fieldC;
B.fieldC = null;
A.fieldC = var;

写屏障+增量更新
写屏障+增量更新的思路就是破坏第一个条件：黑色节点插入了白色节点的引用。当黑色节点插入了白色节点的引用时，即A.fieldC = var;我们记录下当前黑色节点，在重新标记的阶段将该节点再次进行遍历。（实际上相当于插入白色结点之后将黑色节点变为灰色节点）

写屏障+SATB (Snapshot at the begin)

写屏障+原始快照的思路是破坏第二个条件：当灰色节点删除了对应白色节点的引用B.fieldC = null;，将该白色节点的引用加入到待遍历的集合中，即以一开始的对象图的来进行遍历。这样可能会产生多标的问题，下次进行垃圾回收再进行收集即可。

4.并发清除

并发清除阶段的问题：

1.黑色对象变为白色对象

当我们进行并发清除的时候，如果黑色对象所有指向它的引用都被清除了，那么他就变成了浮动垃圾，本次垃圾回收并不会对他进行清除。

2.白色对象变为黑色对象（不可能）

这种情况明显不可能，白色对象只能通过灰色对象可达，但是上述三个阶段完成之后，对象只剩下白色和黑色对象，所以无法将任何一个白色对象的引用重新接上黑色对象。

3.新对象会不会被误删除？

新对象创建肯定没有被标记为黑色，为什么新对象不会被删除呢？因为在垃圾回收阶段，新对象会被分配到空闲列表的指定区域，gc不会对这片区域进行回收。

5.CMS存在的问题

浮动垃圾，所以CMS不能到内存彻底不够用时才进行回收，需要提前进行回收以达到有内存缓冲的目的。