比较CMS和G1垃圾收集器的异同点。
参考回答
CMS垃圾收集器和G1垃圾收集器都旨在减少垃圾收集的停顿时间，但它们的工作方式和适用场景有所不同。
- 相似点：
- 目标：两个垃圾收集器都以最小化GC停顿时间为主要目标，特别适合对延迟敏感的应用程序。
- 并行与并发：CMS和G1都使用并行和并发的方式来回收垃圾，尤其是在年轻代的垃圾回收过程中。
- 不同点：
- 工作原理：
- CMS：使用标记-清除算法，分为四个阶段（初始标记、并发标记、重新标记、并发清除）。它的并发标记阶段不会停止应用程序的执行。
- G1：采用区域划分堆的方式，目标是将堆划分为多个小的Region，每个Region可以单独回收。它具有更智能的回收策略，可以根据停顿目标动态调整回收行为。
- 工作原理：
- 停顿时间控制：
- CMS：CMS的停顿时间不可控，尤其是在并发标记阶段和重新标记阶段，可能会出现长时间的停顿。
- G1：G1通过目标停顿时间（
-XX:MaxGCPauseMillis）来精确控制停顿时间，即便堆较大，G1也可以根据停顿目标动态调整回收方式。
- 老年代回收：
- CMS：CMS不具备良好的老年代回收机制，老年代的回收可能需要停顿很长时间，特别是在内存碎片化严重时，可能会触发Full GC。
- G1：G1采用混合垃圾回收（Mixed GC），不仅回收年轻代，还可以回收老年代的一部分，极大地优化了老年代的回收过程。
详细讲解与拓展
1. 工作原理：
- CMS的工作原理相对简单，采用标记-清除算法。其关键在于并发标记阶段，即标记阶段在程序运行的同时进行，避免了停顿。
- 在并发标记阶段，CMS会并发扫描堆中的所有活动对象，并标记那些存活的对象。这个过程不会导致停顿。
- 然而，重新标记阶段需要应用暂停，这会导致较长时间的停顿。此外，CMS的并发清除阶段可能会产生碎片，导致老年代的回收效率下降，可能会触发长时间的Full GC。
- G1则将堆内存划分为多个小的Region，并在垃圾回收时有选择地回收这些区域。G1具有更灵活的回收方式，目标是通过回收“最值得回收”的区域，避免对整个堆进行全面回收。
- G1的回收过程分为Young GC、Mixed GC和Full GC。G1可以根据预定的目标停顿时间，动态调整回收策略，优先回收最占用内存的区域。
- 老年代回收是G1的优势之一，它可以动态调整老年代回收的频率和范围，不会像CMS那样频繁发生Full GC。
2. 停顿时间控制：
- CMS的停顿时间无法精确控制，因为其回收过程中不可避免地会出现较长的停顿，尤其是在并发标记和重新标记阶段。尽管CMS在并发标记阶段尽量减少停顿，但这个阶段的依赖和资源竞争会影响应用的性能。
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G1则通过目标停顿时间来精确控制停顿，它提供了一个配置项（
-XX:MaxGCPauseMillis），用来设置最大停顿时间。G1会根据目标停顿时间，自动调整回收的范围和频率。通过这种方式，G1在大部分情况下可以实现对停顿时间的严格控制。
3. 老年代回收：
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CMS在老年代回收上存在问题。当老年代发生严重的内存碎片化时，CMS会执行Full GC来进行全面回收，这通常会导致较长的停顿时间，尤其是在堆非常大的情况下，Full GC的停顿时间会很长。
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G1则采用了混合垃圾回收（Mixed GC），它不仅回收年轻代，还可以回收老年代的一部分。这使得G1在处理老年代回收时更加高效，能够避免频繁发生Full GC。
4. 内存碎片与大对象：
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CMS由于其标记-清除的方式，可能会导致堆内存碎片化。特别是在没有Full GC的情况下，碎片化的内存无法得到有效回收，最终可能会影响系统的性能，甚至导致OOM（内存溢出）。
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G1通过Region的方式避免了堆的碎片化，堆内存被划分为多个大小相同的区域，每个区域都可以独立回收，减少了内存碎片的产生。
总结
CMS和G1垃圾收集器在目标和核心设计上有相似之处，但由于G1引入了更为智能的堆内存划分、停顿时间控制机制和老年代回收策略，它在大型应用和长时间运行的系统中，表现得比CMS更加稳定和高效。G1的设计目标是提供更精确的停顿时间控制，并能动态调整回收策略，而CMS的设计侧重于降低并发阶段的停顿，但在老年代回收方面存在不足。