本文共 1346 字，大约阅读时间需要 4 分钟。

CMS垃圾回收机制深入解析

CMS（标记-清理算法）是一种广泛用于内存管理的垃圾回收机制，通过标记无效对象并在之后清理它们来释放内存。其核心流程包括初始标记、并发标记、重新标记以及并发清理四个主要阶段。了解这些流程及其对性能的影响，是优化虚拟机性能的关键。

并发消耗CPU资源

在CMS中，并发标记和并发清理阶段需要大量的CPU资源，尤其是在多核处理器环境下。由于这些阶段的操作通常由多个线程同时执行，可能导致内存回收过程变得耗时且占用大量CPU资源，从而显著降低系统整体性能。

CMS默认线程数设置

为了减少对CPU资源的占用，CMS默认设置回收线程数为(CPU数 + 3)/4。这样一来：

• 如果系统有4个核，回收线程数为7/4，即1或2个线程。
• 如果有8个核，回收线程数为11/4，大约为2或3个线程。

这意味着：

• 在CPU核数较多时，回收线程对性能的影响会相对降低。
• 无论是8核还是16核，另外4个线程的开销对整体系统来说可以忽略不计。

并发更新失败

在并发清理阶段，系统采用了“并发破坏”方式，即正在运行的工作线程会被强行清理。这种方法虽然在某些情况下可以改善性能，但也可能导致问题：

• 浮动垃圾处理不当：当线程正在运行时被终止，可能还没完成的对象会被标记为垃圾，但这些对象实际上仍有必要存活。
• 内存碎片问题：由于不处理这些特殊情况，老年代内存空间可能无法存放这些必要的浮动垃圾，导致内存更新失败。
• 性能下降：这种失败导致系统不得不切换到Serial Old垃圾回收器，以完成必要的清理任务，显著延长垃圾回收时间。

解决方法

为了减少并发更新失败的风险，建议设置-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction参数：

• 这个参数用于指定老年代内存使用率达到某一百分比后，系统才会触发垃圾回收。
• 允许一部分内存用于存放浮动垃圾，避免并发更新失败。
• 默认值为99%，可以根据需要进行微调。

空间碎片问题

由于采用标记-清理算法，系统可能会出现大量内存碎片。这种碎片主要存在于新生代，可能导致：

• 对于大对象来说，寻找连续的内存空间变得困难。
• 频繁触发垃圾回收，导致系统性能下降。

解决方法

在老年代内存管理中，CMS提供了两种解决方案：

其他优化策略

• 全盘垃圾回收：通过-XX:+UseCMSUpdateCompressedNormalHeap参数，可以在早期垃圾回收阶段对新生代进行压缩，减少内存碎片。
• 增量式垃圾回收：在-XX:+CMSTriggerFinalizationAtNMT参数下，非对齐标记（NMT）触发最终化（Finalize）时，立即进行老年代垃圾回收，减少浮动垃圾的滞留。

通过合理配置垃圾回收参数，可以最大限度地优化CMS在多核处理器上的表现，平衡系统内存使用和垃圾回收性能。

转载地址：http://bgsgz.baihongyu.com/