我准备了1个晚上的CMS垃圾收集器(cms垃圾回收的基本流程)

面试官今天还是来聊聊CMS垃圾收集器呗?

候选者:嗯啊…

候选者:如果用Seria和Parallel系列的垃圾收集器:在垃圾回收的时,用户线程都会完全停止,直至垃圾回收结束!

我准备了1个晚上的CMS垃圾收集器(cms垃圾回收的基本流程)

候选者:CMS的全称:Concurrent Mark Sweep,翻译过来是「并发标记清除」

候选者:用CMS对比上面的垃圾收集器(Seria和Parallel和parNew):它最大的不同点就是「并发」:在GC线程工作的时候,用户线程「不会完全停止」,用户线程在「部分场景下」与GC线程一起并发执行。

候选者:但是,要理解的是,无论是什么垃圾收集器,Stop The World是一定无法避免的!

候选者:CMS只是在「部分」的GC场景下可以让GC线程与用户线程并发执行

候选者:CMS的设计目标是为了避免「老年代 GC」出现「长时间」的卡顿(Stop The World)

我准备了1个晚上的CMS垃圾收集器(cms垃圾回收的基本流程)

面试官那你清楚CMS的工作流程吗?

候选者:只了解一点点,不能多了。

候选者:CMS可以简单分为5个步骤:初始标记、并发标记、并发预清理、重新标记以及并发清除

候选者:从步骤就不难看出,CMS主要是实现了「标记清除」垃圾回收算法

面试官:嗯…是的

候选者:我就从「初始标记」来开始吧

候选者:「初始标记」会标记GCRoots「直接关联」的对象以及「年轻代」指向「老年代」的对象

候选者:「初始标记」这个过程是会发生Stop The World的。但这个阶段的速度算是很快的,因为没有「向下追溯」(只标记一层)

我准备了1个晚上的CMS垃圾收集器(cms垃圾回收的基本流程)

候选者:在「初始标记」完了之后,就进入了「并发标记」阶段啦

候选者:「并发标记」这个过程是不会停止用户线程的(不会发生 Stop The World)。这一阶段主要是从GC Roots向下「追溯」,标记所有可达的对象。

候选者:「并发标记」在GC的角度而言,是比较耗费时间的(需要追溯)

我准备了1个晚上的CMS垃圾收集器(cms垃圾回收的基本流程)

候选者:「并发标记」这个阶段完成之后,就到了「并发预处理」阶段啦

候选者:「并发预处理」这个阶段主要想干的事情:希望能减少下一个阶段「重新标记」所消耗的时间

候选者:因为下一个阶段「重新标记」是需要Stop The World的

面试官:嗯…

候选者:「并发标记」这个阶段由于用户线程是没有被挂起的,所以对象是有可能发生变化的

候选者: 可能有些对象,从新生代晋升到了老年代。可能有些对象,直接分配到了老年代(大对象)。可能老年代或者新生代的对象引用发生了变化…

面试官那这个问题,怎么解决呢?

候选者:针对老年代的对象,其实还是可以借助类card table的存储(将老年代对象发生变化所对应的卡页标记为dirty)

候选者:所以「并发预处理」这个阶段会扫描可能由于「并发标记」时导致老年代发生变化的对象,会再扫描一遍标记为dirty的卡页

面试官:嗯…

候选者:对于新生代的对象,我们还是得遍历新生代来看看在「并发标记」过程中有没有对象引用了老年代..

候选者:不过JVM里给我们提供了很多「参数」,有可能在这个过程中会触发一次 minor GC(触发了minor GC 是意味着就可以更少地遍历新生代的对象)

我准备了1个晚上的CMS垃圾收集器(cms垃圾回收的基本流程)

候选者:「并发预处理」这个阶段阶段结束后,就到了「重新标记」阶段

候选者:「重新标记」阶段会Stop The World,这个过程的停顿时间其实很大程度上取决于上面「并发预处理」阶段(可以发现,这是一个追赶的过程:一边在标记存活对象,一边用户线程在执行产生垃圾)

我准备了1个晚上的CMS垃圾收集器(cms垃圾回收的基本流程)

候选者:最后就是「并发清除」阶段,不会Stop The World

候选者:一边用户线程在执行,一边GC线程在回收不可达的对象

候选者:这个过程,还是有可能用户线程在不断产生垃圾,但只能留到下一次GC 进行处理了,产生的这些垃圾被叫做“浮动垃圾”

候选者:完了以后会重置 CMS 算法相关的内部数据,为下一次 GC 循环做准备

我准备了1个晚上的CMS垃圾收集器(cms垃圾回收的基本流程)

面试官:嗯,CMS的回收过程,我了解了

面试官听下来,其实就是把垃圾回收的过程给”细分”了,然后在某些阶段可以不停止用户线程,一边回收垃圾,一边处理请求,来减少每次垃圾回收时 Stop The World的时间

面试官:当然啦,中间也做了很多的优化(dirty card标记、可能中途触发minor gc等等,在我理解下,这些应该都提供了CMS的相关参数配置)

面试官不过,我看现在很多企业都在用G1了,那你觉得CMS有什么缺点呢?

候选者:1.空间需要预留:CMS垃圾收集器可以一边回收垃圾,一边处理用户线程,那需要在这个过程中保证有充足的内存空间供用户使用。

候选者:如果CMS运行过程中预留的空间不够用了,会报错(Concurrent Mode Failure),这时会启动 Serial Old垃圾收集器进行老年代的垃圾回收,会导致停顿的时间很长。

候选者:显然啦,空间预留多少,肯定是有参数配置的

候选者:2. 内存碎片问题:CMS本质上是实现了「标记清除算法」的收集器(从过程就可以看得出),这会意味着会产生内存碎片

候选者:由于碎片太多,又可能会导致内存空间不足所触发full GC,CMS一般会在触发full GC这个过程对碎片进行整理

候选者:整理涉及到「移动」/「标记」,那这个过程肯定会Stop The World的,如果内存足够大(意味着可能装载的对象足够多),那这个过程卡顿也是需要一定的时间的。

面试官:嗯…

我准备了1个晚上的CMS垃圾收集器(cms垃圾回收的基本流程)

候选者:使用CMS的弊端好像就是一个死循环:

候选者:1. 内存碎片过多,导致空间利用率减低。

候选者:2. 空间本身就需要预留给用户线程使用,现在碎片内存又加剧了空间的问题,导致有可能垃圾收集器降级为Serial Old,卡顿时间更长。

候选者:3. 要处理内存碎片的问题(整理),同样会卡顿

候选者:不过,技术实现就是一种trade-off(权衡),不可能你把所有的事情都做得很完美

候选者:了解这个过程,是非常有趣的

面试官:那G1垃圾收集器你了解吗

候选者:只了解一点点,不能多了

候选者:不过,留到下次吧,先让你消化下,不然怕你顶不住了。

本文总结

  • CMS垃圾回收器设计目的:为了避免「老年代 GC」出现「长时间」的卡顿(Stop The World)
  • CMS垃圾回收器回收过程:初始标记、并发标记、并发预处理、重新标记和并发清除。初始标记以及重新标记这两个阶段会Stop The World
  • CMS垃圾回收器的弊端:会产生内存碎片&&需要空间预留:停顿时间是不可预知的
我准备了1个晚上的CMS垃圾收集器(cms垃圾回收的基本流程)

链接:
https://juejin.cn/post/7028360054071885838

本站出售的源码只允许用于合法用途,以及学习交流技术层面,凡是用于非法用途的与本站无关,本人不承担任何责任!未经本站允许不得转载、倒卖克胡网络 » 我准备了1个晚上的CMS垃圾收集器(cms垃圾回收的基本流程)
分享到:
赞(0)

评论抢沙发

  • 昵称 (必填)
  • 邮箱 (必填)
  • 网址
Hello,欢迎来咨询~