第三章 垃圾收集器

3.4 并发的可达性分析

三色标记法：

白色：表示对象尚未被垃圾收集器访问过。

黑色：表示对象已经被垃圾收集器访问过，且这个对象的所有引用都已经扫描过。

灰色：表示对象已经被垃圾收集器访问过，但这个对象上至少还存在一个引用还没有被扫描过。

”对象消失的问题“

1）正在扫描的灰色对象的一个引用被切断了，同时该引用的对象又与已扫描过的黑色对象建立了引用关系

2）切断后又重新被黑色对象引用的对象可能是原有引用链中的一部分，由于黑色对象不会被重新扫描，这将导致扫描结束后被黑色对象引用的对象仍然是白色

Wilson 于1994年在理论上证明了，当且仅当以下两个条件同时满足时时，会产生”对象消失的问题“

1)赋值器插入了一条或多条从黑色对象到白色对象的新引用

2）赋值器删除了全部从灰色对象到该白色对象的直接或间接引用

因此，我们要解决并发扫描时的对象消失问题，只需要破坏这两个条件的任意一个即可。由此分别产生了两种解决方案：增量更新（Incremental Update) 和 原始快照（Snapshot At The Beginning,SATB).

增量更新要破坏的是第一个条件，当黑色对象插入新的指向白色对象的引用关系时，就将这个新插入的引用记录下来，并发扫描结束之后，再将这些记录过的引用关系中的黑色对象为根，重新扫描一次。

原始快照破坏的是第二个条件，当灰色对象要删除指向白色对象的引用关系时，就将这个要删除的关系记录下来，在并发扫描结束之后，再将这些记录过的引用关系中的灰色对象为根，重新扫描一次。

CMS是基于增量更新来做并发标记的，G1/Shenandoah则是用原始快照来实现。

3.5 垃圾收集器

CMS收集器（Concurrent Mark Sweep）

CMS垃圾收集的过程分为四个步骤

1）初始标记（CMS initial mark）

2）并发标记 (CMS concurrent mark)

3) 重新标记（CMS remark）

4）并发清除（CMS concurrent sweep）

其中初始标记和重新标记这两个步骤仍然需要 “Stop The World”, 初始标记仅记录一下GC Roots能够关联到的对象，这个速度很快；并发标记阶段就是从GC Roots 开始遍历整个对象图的过程，这个过程耗时很长，但是不需要停顿用户线程而重新标记则是为了修正并发标记期间，因为用户线程运行导致标记记录产生变动的那一部分记录，这个时间通常比初始标记时间长一些，但是远比并发标记时间短；最后是并发清除阶段，清理掉已经判断死亡的对象，由于该阶段不需要移动对象，所以这个阶段可以和用户线程并发执行。

Garbage First收集器(G1)

G1开创了基于Region堆内存布局，虽然G1也仍是遵循分代收集理论设计的，，但G1不再坚持以固定大小以及固定数量的分代区域划分，而是把连续的Java堆划分为多个大小相等的独立区域（Region），每一个Region 都可以根据需要，扮演新生代的Eden空间、Survivor空间，或者老年代空间。

1）初始标记（Initial Marking）

2) 并发标记（Concurrent Marking）

3）最终标记（Final Marking)

4) 筛选回收（Live Data Counting and Evacuation） 根据各个Region的回收价值和成本进行排序，根据用户配置的停顿时间指定回收计划。

ZGC 低延迟的垃圾收集器

ZGC收集器有一个标志性的设计是它采用了染色指针技术（Colored Pointer）,将对象头的高四位（43-46）提取出来存储四个标志信息

1）并发标记（Concurrent Mark)

2) 并发预备重分配（Concurrent Prepare for Relocate）

3）并发重分配（Concurrent Relocate)

4）并发重映射（Concurrent Remap)