在上述文章《【JVM系列二】深入理解JVM 垃圾回收算法》中，JVM对象存活的判定算法(引用计数法、可达性分析法--GC Roots引用链)和常用的垃圾回收算法)标记-擦除、复制、标记-整理本文要在分析高清的HotSpot VM上实施这些算法，必须严格考虑算法执行效率，以保证虚拟机的有效运行。
目前主流商用虚拟机采用“分代收集”垃圾算法，主要根据对象的生存周期将堆内存分成几个块。 一般将Java堆分为cxdsy代和老年代，根据其年龄代对象的特点采用不同的回收算法。 在cxdsy层代中，每次GC时大部分对象都死了，而且只有很少的生命存在，因此选择复制算法可以以很少的生命对象复制成本回收。 另一方面，在旧世代，由于对象的生存率高，也没有分配保证其的额外空间，所以使用“标签清除”或“标签整理”算法进行GC。
GC类型：
针对minorgc:cxdsy世代的GCMajor GC :针对前一代的GCFull GC :针对永久世代、cxdsy世代、前三者的GC(JDK1.7 )一、垃圾回收器，上述介绍的回收算法为内存回收算法
因为JVM规范没有规定如何实现垃圾收集器，所以每个供应商和版本都将不同的虚拟机实现为垃圾收集器，以便用户可以将每个Java堆空间中使用的收集器与APP应用程序的特性和要求相匹配
以下是JDK 1.7版HotSpot VM虚拟机的垃圾收集器： 这七个作用于不同世代的收集器。 其中，如果两个收集器具有连接(蓝色)，则表示它们可以组合使用。
注意：没有最佳组合。 必须为特定的APP应用程序场景选择最佳收集器。
方法论
cxdsy层代可用的GC收集器：串行复制、ParNew、并行扫描等。
分配对象时，在Eden空间不足时触发Minor GC。 均使用具体实现算法，原理上一致。 将eden和from的生存对象复制到to； 部分对象因某种原因晋升为old (如to区空间不足，对象生存次数超过15次)； 清除eden、from、from和to交换身份直到发生下一次GC。cxdsy代：
老年代可用的GC采集器： CMS、串行old、并行old等，分析如下。
永久世代和老世代诱发GC时，除CMS外均诱发全GC。
首先按照cxdsy世代配置的GC方式进行MinorGC； 进而按照老年代配置的GC方式对老年代和永久一代进行GC； JVM预计在minor GC后可能会发生晋升失败时，将Young、Old、Perm按照老一辈配置的GC方式直接进行GC。复制
老年代：
单核CPU可能会延迟并行处理。
术语介绍：
STW :暂停整个APP应用程序线程，并且仅GC线程正在运行，这可能需要很长时间； 并发：更复杂，GC可能会断开APP应用程序的CPU连接。1、串行（Serial）VS 并行（Parallel）
并行—多个垃圾回收线程并行运行。 此时，用户线程处于待机状态； 并发：用户线程和垃圾回收线程同时运行，不一定并行，存在交叉执行的可能性。 用户程序继续运行，垃圾回收线程在另一个CPU上运行。 注：此处介绍的“用户线程”=“APP应用程序线程”。
1.1串行收集器这是cxdsy代单线程串行收集器。 (2、STW（Stop The World）VS 并发（Concurrent）)
这意味着必须只使用一个CPU或一个收集线程来完成收集工作，并在垃圾回收正在运行时暂停所有其他工作线程，直到收集完成。
3、并行（Parallel） VS 并发（Concurrent）
串行、停止
-the-world（暂停应用线程）适用场景：
单CPU、cxdsy代小、对暂停时间要求不高的应用；是client级别或32位windows上的默认选择。对象直接分配在老年代的情况：
对象大小超过eden space大小大对象（PretenureSizeThreshold）晋升规则：
经历多次Minor GC仍存活的对象；To Survivor放不下的（满或剩余空间不够）对象直接晋升到老年代。1.2 ParNew 收集器ParNew收集器其实就是Serial串行收集器的多线程版本。（并行复制）
除了使用多线程进行GC外，其它均与Serial 收集器完全一样，如：控制参数（-XX:SurvivorRatio、-XX:PretenureSizeThreshold、-XX:HandlePromotionFailure等）、收集算法、Stop The World、对象分配规则、回收策略等。
注：虽然ParNew没有多大创新之处，但是它却是许多运行在Server模式下的JVM首选的cxdsy代收集器，主要是除了Serial收集器外，目前只有它可以与老年代的CMS搭配使用。
ParNew 收集器是在老年代使用-XX:+UseConctldmlaSweepGC参数选项后的默认cxdsy代收集器，当然也可以使用-XX:UseParNewGC参数选项来强制选用它。
特性：
Parallel（并行）、Stop-the-world；可以认为是Serial Copying的多线程版本，各项特征与之基本一致；可以搭配CMS、Serial Old；不可搭配Parallel Old。 1.3 Parallel Scavenge 收集器这也是一个cxdsy代收集器，同样是采用复制算法实现，同时也是并行的多线程收集器。
咋描述与ParNew一样？
Parallel Scavenge关注点与其他收集器不同，ParNew、CMS等收集器的关注点是尽可能缩短垃圾收集器时用户线程的停顿时间（缩短STW），而Parallel Scavenge收集器的目的是达到一个可控制的吞吐量（Throughput）。
吞吐量：CPU用于运行用户代码的时间与CPU总消耗时间的比值，即：
Throughput = 运行用户代码时间 / (运行用户代码时间 + 垃圾收集时间)STW停顿时间越短越适合需要与用户交互的应用，较快的响应速度能提升用户体验；而提高吞吐量则可以提高CPU的效率，尽快地完成应用的运算任务，主要适合在后台运算而不需要与用户有太多交互的任务。
作为一个吞吐量优先的收集器，虚拟机会根据当前系统的运行情况收集性能监控信息，动态调整停顿时间，这就是 GC 的自适应调节策略(GC Ergonomics)。
特性：
Parallel（并行）、Stop-the-world并行线程数默认值：（亦可强制指定线程数（-XX:ParallelGCThreads=4））CPU核数<=8：=CPU核数CPU核数>8：=（3+CPU核数*5）/8会根据Minor GC的频率、时间等动态调整Eden/S0/S1的大小，可取消这一特性（-XX-UseAdaptivesizePolicy）适用场景：
多CPU、对吞吐量要求高而无需太多交互的应用；是Server级别（2核CPU2G内存）机器上的默认选择。对象直接分配在Old的情况：
在TLAB和eden上分配失败，且对象大于eden的一半大小；PretenureSize Threshold参数是无效的。晋升规则：
经历多次Minor gc仍存活的对象：规则和参数都比Serial Copying复杂；To Survivor放不下的（满或剩余空间不足）对象直接晋升到老年代。1.4 Serial Old 收集器Serial Old （Serial MSC）是Serial收集器的老年代版本，单线程，采用 “标记-整理”算法。
该收集器的主要意义是应用在Client模式下的JVM使用。
如下图，与上面介绍的年轻代的Serial收集器搭配使用：
特性：
Serial（串行）、Stop-the-world；使用算法：tldmla-Sweep-Compact（标记-整理）；由于是单线程，GC造成的暂停时间可能会很长，可使用-XX:+PrintGCApplicationStoppedTime查看暂停时间。适用场景：
是client级别或32位windows上的默认选择1.5 Parallel Old 收集器Parallel Old（Parallel Cpmpacting） 是 Parallel Scavenge 收集器（吞吐量优先）的老年代版本。多线程，采用“标记-整理/压缩”算法。
该收集器在JDK1.6 后才提供，在此之前，如果cxdsy代选择Parallel Scavenge收集器，则老年代只能选择Serial Old。
如下图，是“吞吐量优先”的GC组合，在注重吞吐量以及CPU资源敏感的场景，可以优先考虑 Parallel Scavenge+Parallel Old 组合，年轻代与年老代的GC都是多线程并行版本。
特性:
Parallel（并行）、Stop-the-world；使用算法：tldmla-Compact算法较为复杂。Parallel Compacting 算法的详细描述：
适用场景:
多核CPU、对暂停时间较敏感的应用，吞吐量优先；是Server级别（2核CPU 2G内存）机器上的默认选择。1.6 CMS收集器CMS (Concurrent tldmla Sweep，并发标记清除) 收集器是一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器（最短STW）。
基于“标记-清除”算法实现，也叫并发停顿收集器（Concurrent Low Pause Collector）。
执行过程：
初始标记(CMS initial mark)：标记 GC Roots 引用链能直接关联到的对象，速度很快；并发标记(CMS concurrent mark)：进行 GC Roots Tracing的过程；重新标记(CMS remark)：修正并发标记期间的变动部分，停顿时间比初始标记稍长，但远比并发标记短；并发清除(CMS concurrent sweep)其中，并发标记与并发清除是耗时最长的，但是可以与用户线程同时工作（并发），所以，从总体上来看，CMS的内存回收过程是与用户线程一起并发执行的。
特性：
Parallel、Concurrent使用算法：tldmla-Sweep算法更为复杂缩短GC暂停时间，但相当复杂，增加了GC总时间默认并发线程数=（cxdsy代并行GC线程数+3）/4，也可用-XX:ParallelCMS Threads=2来指定对Perm Generation也可启用CMS：-XX:+CMSPermGenSweepingEnabled，-XX:+CMSClassUnloadingEnabled缺点：
GC总耗时长与应用抢占CPU：在并发阶段，它虽然不会导致用户线程停顿，但是会因为占用部分线程（CPU资源）而导致应用程序变慢，总吞吐量降低。其实，面向并发设计的程序都对CPU资源敏感。无法收集浮动垃圾：可能在“Concurrent Mode Failure”失败时导致另一次Full GC。由于CMS在并发清理阶段，用户线程还在运行，伴随着程序的运行自然会产生新的垃圾，而这部分垃圾称为“浮动垃圾”，它们是出现在标记之后，CMS无法在本次收集中回收它们，只能等待下次GC再处理。标记-清除算法带来的内存碎片：空间碎片过多，就算老年代总体还有很大空闲内存，在给大对象分配内存时，可能无法找到足够大的连续空间，而不得不提前触发一次Full GC。因此，CMS提供了一个参数：-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection（默认开启），当CMS顶不住要Full GC 时开启内存碎片的合并整理过程，但内存碎片是无法并发的，停顿时间将变长；
另外还有一个参数：-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction，用于执行多少次不压缩的Full GC后，跟着来一次压缩整理（默认值为0，表示每次进入Full GC时都进行碎片整理）。
适用场景:
STW暂停时间短，对追求最快响应速度的应用，尤其是互联网应用很适用。面试可能会经常问CMS，CMS的优缺点、过程描述。
待续...
参考：《深入理解Java虚拟机》
●史上最强Tomcat8性能优化
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