CMS 三色标记【JVM调优】

1. 垃圾回收器

① Serial：最原始的垃圾回收器，用于新生代，是单线程的，GC 时需要停止其它所有的工作，算法简单，但它只能在内存较小时勉强使用；
② Serial Old：跟 Serial 配合使用，用于老年代，也是单线程；
③ Parallel Scavenge：属于并行多线程，用于新生代，多个 GC 线程一起工作，但是业务线程必须停着；
④ Parallel Old：跟 Parallel Scavenge 一起使用，用于老年代，并行多线程；
⑤ CMS：真正意义上的并发收集器，GC 线程与业务线程并发执行，老年代；
⑥ Parnew：本质上是 Parallel Scavenge 的改进版，专门用来配合 CMS 使用，新生代。

2. CMS 原理

① 初始标记

初始标记找到根上的对象，属于 STW。

在 STW（Stop-The-World）状态下，除了 GC 线程外，其他业务线程都将停止工作！

② 并发标记

业务线程继续执行，GC 线程独立开始工作。

③ 重新标记
针对并发标记所产生的错标问题，我们需要对它进行修正，这个修正过程叫做重新标记，也属于 STW。

④ 并发清理

清理掉需要回收的垃圾。

3. 三色标记算法

三色标记算法用在并发标记阶段，标记清除中的标记过程用的就是三色标记。当能扫描到的对象都变成黑色的时候，就代表扫描完了，其余扫描不到的对象都是垃圾！

黑色：自己被标记，孩子也被标记，下次 GC 时自己和孩子都不会再扫描。

灰色：灰色是黑色的孩子，灰色自己被标记了，但是它的孩子还没有被标记，下次 GC 时不扫自己扫孩子。

白色：白色是没有遍历到的节点，自己都没有被标记到。

由于业务线程和 GC 线程都在不间断地运行，这势必会出现一些不可预测的问题：
① B → D 消失的情况，这种情况不算严重。当经历了一次 GC 扫描之后，扫描完了 A 和 B，还没来得及扫描白色对象 D 的时候，B 指向 D 的引用突然消失了，就会导致 D 成为浮动垃圾，下一次扫描的时候会直接被当成垃圾扫描出来；
② B → D 消失，但是 A → D 增加，这是最严重的的一种情况。A、B 扫描完，但是还没来得及扫描到 C，业务代码就开始运行，B 指向 D 的引用突然消失了，与此同时，A 指向 D 的引用增加了。因为 A 是黑色对象，当第二次 GC 的时候，它以及它的孩子 D 都不会被扫描到，而 B 到 D 也没有任何引用，这就导致 D 对象并没有被扫描到，它自然就被当成了一个垃圾。解决办法就是修改黑色对象 A 为灰色，这样下一次扫描的时候就会扫描到它的孩子 D 了。这种解决方案叫做 Incremental Update，但是这种方案也有漏标的可能性，所以最终 CMS 还得进行一次重新标记才可以，重新标记的过程是 STW，阻止业务线程运行，牺牲运行效率换取标记无误。