本文主要内容：
堆的回顧
串行收集器
并行收集器
cms收集器
零、堆的回顧：
新生代中的98%對象都是“朝生夕死”的，是以并不需要按照1:1的比例來劃分記憶體空間，而是将記憶體分為一塊比較大的eden空間和兩塊較小的survivor空間，每次使用eden和其中一塊survivor。當回收時，将eden和survivor中還存活着的對象一次性地複制到另外一塊survivor空間上，最後清理掉eden和剛才用過的survivor空間。hotspot虛拟機預設eden和survivor的大小比例是8:1，也就是說，每次新生代中可用記憶體空間為整個新生代容量的90%（80%+10%），隻有10%的空間會被浪費。
當然，98%的對象可回收隻是一般場景下的資料，我們沒有辦法保證每次回收都隻有不多于10%的對象存活，當survivor空間不夠用時，需要依賴于老年代進行配置設定擔保，是以大對象直接進入老年代。
堆的結構如下圖所示：
垃圾收集器：
如果說收集算法時記憶體回收的方法論，那麼垃圾收集器就是記憶體回收的具體實作。
雖然我們在對各種收集器進行比較，但并非為了挑出一個最好的收集器。因為直到現在位置還沒有最好的收集器出現，更加沒有萬能的收集器，是以我們選擇的隻是對具體應用最合适的收集器。
一、串行收集器：serial收集器
最古老，最穩定
簡單而高效
可能會産生較長的停頓
-xx:+useserialgc
新生代、老年代都會使用串行回收
新生代複制算法
老年代标記-整理
總結：serial收集器對于運作在client模式下的虛拟機來說是一個很好的選擇。
這個收集器是一個單線程的收集器，但它的單線程的意義并不僅僅說明它隻會使用一個cpu或一條收集線程去完成垃圾收集工作，更重要的是在它進行垃圾收集時，必須暫停其他所有的工作線程，直到它收集結束。收集器的運作過程如下圖所示：
二、并行收集器：
1、parnew收集器：
parnew收集器其實就是serial收集器新生代的并行版本。
多線程，需要多核支援。
-xx:+useparnewgc
新生代并行
老年代串行
-xx:parallelgcthreads 限制線程數量
2、parallel scanvenge收集器：
類似parnew，但更加關注吞吐量
-xx:+useparallelgc 使用parallel scanvenge收集器：新生代并行，老年代串行
3、parallel old收集器：
parallel old收集器是parallel scanvenge收集器的老年代版本
-xx:+useparallelgc 使用parallel old收集器：新生代并行，老年代并行
如下圖所示：
各種參數設定：
-xx:maxgcpausemills
最大停頓時間，機關毫秒
gc盡力保證回收時間不超過設定值
-xx:gctimeratio
0-100的取值範圍
垃圾收集時間占總時間的比
預設99，即最大允許1%時間做gc
注：這兩個參數是沖突的。因為停頓時間和吞吐量不可能同時調優。我們一方買希望停頓時間少，另外一方面希望吞吐量高，其實這是沖突的。因為：在gc的時候，垃圾回收的工作總量是不變的，如果将停頓時間減少，那頻率就會提高；既然頻率提高了，說明就會頻繁的進行gc，那吞吐量就會減少，性能就會降低。
吞吐量：cpu用于使用者代碼的時間/cpu總消耗時間的比值，即=運作使用者代碼的時間/(運作使用者代碼時間+垃圾收集時間)。比如，虛拟機總共運作了100分鐘，其中垃圾收集花掉1分鐘，那吞吐量就是99%。
注2：以上所有的收集器當中，當執行gc時，都會stop the world，但是下面的cms收集器卻不會這樣。
三、cms收集器：
cms收集器（concurrent mark sweep：并發标記清除）是一種以擷取最短回收停頓時間為目标的收集器。适合應用在網際網路站或者b/s系統的伺服器上，這類應用尤其重視伺服器的響應速度，希望系統停頓時間最短。
concurrent mark sweep 并發标記清除，并發低停頓
标記-清除算法
并發階段會降低吞吐量（因為停頓時間減少了，于是gc的頻率會變高）
老年代收集器（新生代使用parnew）
-xx:+useconcmarksweepgc 打開這收集器
注：這裡的并發指的是與使用者線程一起執行。
2、cms收集器運作過程：（着重實作了标記的過程）
（1）初始标記
根可以直接關聯到的對象
速度快
（2）并發标記（和使用者線程一起）
主要标記過程，标記全部對象
（3）重新标記
由于并發标記時，使用者線程依然運作，是以在正式清理前，再做修正
（4）并發清除（和使用者線程一起）
基于标記結果，直接清理對象
整個過程如下圖所示：
其中，初始标記和重新标記時，需要stop the world。
整個過程中耗時最長的是并發标記和并發清除，這兩個過程都可以和使用者線程一起工作。
列印gc日志舉例如下：
3、cms收集器特點：
（1）盡可能降低停頓
（2）會影響系統整體吞吐量和性能
比如，在使用者線程運作過程中，分一半cpu去做gc，系統性能在gc階段，反應速度就下降一半
（3）清理不徹底
因為在清理階段，使用者線程還在運作，會産生新的垃圾，無法清理
（4）因為和使用者線程一起運作，不能在空間快滿時再清理
-xx:cmsinitiatingoccupancyfraction設定觸發gc的門檻值
如果不幸記憶體預留白間不夠，就會引起concurrent mode failure
我們來看一下concurrent mode failure的日志：
碰到上圖中的情況，我們需要使用串行收集器作為後備。
4、既然标記清除算法會造成記憶體空間的碎片化，cms收集器為什麼使用标記清除算法而不是使用标記整理算法：
答案：
cms收集器更加關注停頓，它在做gc的時候是和使用者線程一起工作的（并發執行），如果使用标記整理算法的話，那麼在清理的時候就會去移動可用對象的記憶體空間，那麼應用程式的線程就很有可能找不到應用對象在哪裡。
為了解決碎片的問題，cms收集器會有一些整理上的參數，接下來就來講這個。
5、整理時的各種參數：
-xx:+ usecmscompactatfullcollection
full gc後，進行一次整理。整理過程是獨占的，會引起停頓時間變長
-xx:+cmsfullgcsbeforecompaction
設定進行幾次full gc後，進行一次碎片整理
-xx:parallelcmsthreads
設定cms的線程數量
四、gc參數的整理：
-xx:+useserialgc：在新生代和老年代使用串行收集器
-xx:survivorratio：設定eden區大小和survivior區大小的比例
-xx:newratio:新生代和老年代的比
-xx:+useparnewgc：在新生代使用并行收集器
-xx:+useparallelgc ：新生代使用并行回收收集器
-xx:+useparalleloldgc：老年代使用并行回收收集器
-xx:parallelgcthreads：設定用于垃圾回收的線程數
-xx:+useconcmarksweepgc：新生代使用并行收集器，老年代使用cms+串行收集器
-xx:parallelcmsthreads：設定cms的線程數量
-xx:cmsinitiatingoccupancyfraction：設定cms收集器在老年代空間被使用多少後觸發
-xx:+usecmscompactatfullcollection：設定cms收集器在完成垃圾收集後是否要進行一次記憶體碎片的整理
-xx:cmsfullgcsbeforecompaction：設定進行多少次cms垃圾回收後，進行一次記憶體壓縮
-xx:+cmsclassunloadingenabled：允許對類中繼資料進行回收
-xx:cmsinitiatingpermoccupancyfraction：當永久區占用率達到這一百分比時，啟動cms回收
-xx:usecmsinitiatingoccupancyonly：表示隻在到達閥值的時候，才進行cms回收
最後的總結：
為了減輕gc壓力，我們需要注意些什麼？
軟體如何設計架構（性能的根本在應用）
gc參數屬于微調（設定不合理會影響性能，産生大的延時）
堆空間如何管理和配置設定
代碼如何寫