面試官：今天還是來聊聊CMS垃圾收集器唄？
候選者：嗯啊...
候選者：如果用Seria和Parallel系列的垃圾收集器：在垃圾回收的時，用戶執行緒都會完全停止，直至垃圾回收結束！
候選者：CMS的全稱：Concurrent Mark Sweep，翻譯過來是「并發標記清除」
候選者：用CMS對比上面的垃圾收集器(Seria和Parallel和parNew)：它最大的不同點就是「并發」：在GC執行緒作業的時候，用戶執行緒「不會完全停止」，用戶執行緒在「部分場景下」與GC執行緒一起并發執行，
候選者：但是，要理解的是，無論是什么垃圾收集器，Stop The World是一定無法避免的！
候選者：CMS只是在「部分」的GC場景下可以讓GC執行緒與用戶執行緒并發執行
候選者：CMS的設計目標是為了避免「老年代 GC」出現「長時間」的卡頓（Stop The World）
面試官：那你清楚CMS的作業流程嗎？
候選者：只了解一點點，不能多了，
候選者：CMS可以簡單分為5個步驟：初始標記、并發標記、并發預清理、重新標記以及并發清除
候選者：從步驟就不難看出，CMS主要是實作了「標記清除」垃圾回收演算法
面試官：嗯...是的
候選者：我就從「初始標記」來開始吧
候選者：「初始標記」會標記GCRoots「直接關聯」的物件以及「年輕代」指向「老年代」的物件
候選者：「初始標記」這個程序是會發生Stop The World的，但這個階段的速度算是很快的，因為沒有「向下追溯」（只標記一層）
候選者：在「初始標記」完了之后，就進入了「并發標記」階段啦
候選者：「并發標記」這個程序是不會停止用戶執行緒的（不會發生 Stop The World），這一階段主要是從GC Roots向下「追溯」，標記所有可達的物件，
候選者：「并發標記」在GC的角度而言，是比較耗費時間的（需要追溯）
候選者：「并發標記」這個階段完成之后，就到了「并發預處理」階段啦
候選者：「并發預處理」這個階段主要想干的事情：希望能減少下一個階段「重新標記」所消耗的時間
候選者：因為下一個階段「重新標記」是需要Stop The World的
面試官：嗯...
候選者：「并發標記」這個階段由于用戶執行緒是沒有被掛起的，所以物件是有可能發生變化的
候選者： 可能有些物件，從新生代晉升到了老年代，可能有些物件，直接分配到了老年代（大物件），可能老年代或者新生代的物件參考發生了變化...
面試官：那這個問題，怎么解決呢？
候選者：針對老年代的物件，其實還是可以借助類card table的存盤（將老年代物件發生變化所對應的卡頁標記為dirty）
候選者：所以「并發預處理」這個階段會掃描可能由于「并發標記」時導致老年代發生變化的物件，會再掃描一遍標記為dirty的卡頁
面試官：嗯...
候選者：對于新生代的物件，我們還是得遍歷新生代來看看在「并發標記」程序中有沒有物件參考了老年代..
候選者：不過JVM里給我們提供了很多「引數」，有可能在這個程序中會觸發一次 minor GC（觸發了minor GC 是意味著就可以更少地遍歷新生代的物件）
候選者：「并發預處理」這個階段階段結束后，就到了「重新標記」階段
候選者：「重新標記」階段會Stop The World，這個程序的停頓時間其實很大程度上取決于上面「并發預處理」階段（可以發現，這是一個追趕的程序：一邊在標記存活物件，一邊用戶執行緒在執行產生垃圾）
候選者：最后就是「并發清除」階段，不會Stop The World
候選者：一邊用戶執行緒在執行，一邊GC執行緒在回收不可達的物件
候選者：這個程序，還是有可能用戶執行緒在不斷產生垃圾，但只能留到下一次GC 進行處理了，產生的這些垃圾被叫做“浮動垃圾”
候選者：完了以后會重置 CMS 演算法相關的內部資料，為下一次 GC 回圈做準備
面試官：嗯，CMS的回收程序，我了解了
面試官：聽下來，其實就是把垃圾回收的程序給"細分"了，然后在某些階段可以不停止用戶執行緒，一邊回收垃圾，一邊處理請求，來減少每次垃圾回收時 Stop The World的時間
面試官：當然啦，中間也做了很多的優化（dirty card標記、可能中途觸發minor gc等等，在我理解下，這些應該都提供了CMS的相關引數配置）
面試官：不過，我看現在很多企業都在用G1了，那你覺得CMS有什么缺點呢？
候選者：1.空間需要預留：CMS垃圾收集器可以一邊回收垃圾，一邊處理用戶執行緒，那需要在這個程序中保證有充足的記憶體空間供用戶使用，
候選者：如果CMS運行程序中預留的空間不夠用了，會報錯（Concurrent Mode Failure），這時會啟動 Serial Old垃圾收集器進行老年代的垃圾回收，會導致停頓的時間很長，
候選者：顯然啦，空間預留多少，肯定是有引數配置的
候選者：2. 記憶體碎片問題：CMS本質上是實作了「標記清除演算法」的收集器（從程序就可以看得出），這會意味著會產生記憶體碎片
候選者：由于碎片太多，又可能會導致記憶體空間不足所觸發full GC，CMS一般會在觸發full GC這個程序對碎片進行整理
候選者：整理涉及到「移動」/「標記」，那這個程序肯定會Stop The World的，如果記憶體足夠大（意味著可能裝載的物件足夠多），那這個程序卡頓也是需要一定的時間的，
面試官：嗯...
候選者：使用CMS的弊端好像就是一個死回圈：
候選者：1. 記憶體碎片過多，導致空間利用率減低，
候選者：2. 空間本身就需要預留給用戶執行緒使用，現在碎片記憶體又加劇了空間的問題，導致有可能垃圾收集器降級為Serial Old，卡頓時間更長，
候選者：3. 要處理記憶體碎片的問題（整理），同樣會卡頓
候選者：不過，技術實作就是一種trade-off（權衡），不可能你把所有的事情都做得很完美
候選者：了解這個程序，是非常有趣的
面試官：那G1垃圾收集器你了解嗎
候選者：只了解一點點，不能多了
候選者：不過，留到下次吧，先讓你消化下，不然怕你頂不住了，
本文總結：
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CMS垃圾回收器設計目的：為了避免「老年代 GC」出現「長時間」的卡頓（Stop The World）
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CMS垃圾回收器回收程序：初始標記、并發標記、并發預處理、重新標記和并發清除，初始標記以及重新標記這兩個階段會Stop The World
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CMS垃圾回收器的弊端：會產生記憶體碎片&&需要空間預留：停頓時間是不可預知的
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