Java 的 CMS 垃圾回收流程是怎样的？

回答重点

1）初始标记(initial mark)

• 在这个阶段，CMS 会进行一个快速的初始标记，标记所有根对象（如栈中的引用）直接可达的对象。此过程是 STW的，但时间较短。

2）并发标记(Concurrent marking)

• 初始标记后，CMS 进入并发标记阶段。在此阶段，垃圾收集器与应用线程并发运行，从上一步标记的根直接可达对象开始进行 tracing，递归扫描所有可达对象。此阶段可能会持续较长时间。

3）并发预清理(Concurrent precleaning)

• 这个阶段也是和应用线程并发，就是想帮重新标记阶段先做点工作，扫描一下卡表脏的区域和新晋升到老年代的对象等，因为重新标记是 STW 的，所以先分担一点。

4）可中断的预清理阶段（AbortablePreclean）

• 这个和上一个阶段基本上一致，就是为了分担重新标记标记的工作，但是它可以被中断。

5）重新标记(remark)

• 这个阶段是 STW 的，因为并发阶段引用关系会发生变化，所以要重新遍历一遍新生代对象、Gc Roots、卡表等，来修正标记。

6）并发清理(Concurrent sweeping)

• CMS 进行并发清除阶段，标记为不可达的对象会被清除。此过程与应用线程并发运行，旨在减少停顿时间。

7）并发重置(Concurrent reset)

• 这个阶段和应用线程并发，重置 cms 内部状态。

cms 的瓶颈就在于重新标记阶段，需要较长花费时间来进行重新扫描。

扩展知识

CMS 调优策略

1. 增大堆内存：适当增大年轻代和老年代的大小，以减少GC频率。
2. 调整年轻代比例：根据应用的对象创建和生命周期调整年轻代和老年代的比例。
3. 设置触发阈值：通过-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction设置老年代的触发阈值，提前触发CMS以减少停顿时间。
4. 使用并行GC：结合-XX:+UseParNewGC使用并行年轻代收集器，以提升吞吐量。
5. 监控GC日志：启用GC日志，分析回收过程中的停顿时间和内存使用，帮助优化。

部分参数含义

• **-XX:NewRatio**：控制年轻代与老年代的比例。
• **-XX:SurvivorRatio**：设置Eden区与Survivor区的比例，影响对象在年轻代中的存活情况。
• **-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction**：指定老年代达到此阈值时启动CMS回收。
• **-XX:CMSMaxAbortablePrecleanTime**：设置CMS预清理阶段的最大时间，以防止过长的停顿。
• **-XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly**：仅根据CMSInitiatingOccupancyFraction进行CMS回收，不在其它情况下触发。