Java虚拟机面试题, 为什么 Java 中 CMS 垃圾收集器在发生 Concurrent Mode Failure 时的 Full GC 是单线程的?
Java虚拟机面试题, 为什么 Java 中 CMS 垃圾收集器在发生 Concurrent Mode Failure 时的 Full GC 是单线程的?
QA
Step 1
Q:: 为什么 Java 中 CMS 垃圾收集器在发生 Concurrent Mode Failure 时的 Full GC 是单线程的？
A:: 在CMS（Concurrent Mark-Sweep）垃圾收集器中，Concurrent Mode Failure 是指在并发收集过程中，堆内存不足以分配新对象，导致垃圾收集器被迫中止并转为执行 Full GC（即 Stop-The-World 的垃圾收集）。CMS 的设计理念是最大限度减少应用线程的停顿时间，但在遇到 Concurrent Mode Failure 时，系统需要快速回收尽可能多的内存。这时，CMS 无法继续并发操作，因此会转为单线程的 Full GC。Full GC 是 Stop-The-World 的过程，系统会暂停所有应用线程，使用单线程来进行垃圾收集，以确保安全性和一致性。
Step 2
Q:: CMS 垃圾收集器的工作原理是什么？
A:: CMS 垃圾收集器采用标记-清除（Mark-Sweep）算法，主要分为四个阶段：初始标记（Initial Mark）、并发标记（Concurrent Mark）、重新标记（Remark）和并发清除（Concurrent Sweep）。初始标记和重新标记阶段需要短暂的 Stop-The-World 操作，而并发标记和并发清除阶段则与应用程序线程同时进行，目的是尽量减少应用程序的停顿时间。CMS 收集器适用于对响应时间敏感的应用场景。
Step 3
Q:: 什么是 Concurrent Mode Failure？如何避免它？
A:: Concurrent Mode Failure 是指在 CMS 收集器的并发清除阶段，由于内存分配失败导致的垃圾收集失败，这时系统会回退到单线程的 Full GC。避免这种失败的主要方法包括：调整堆内存大小，增加 CMSInitiatingOccupancyFraction 参数（即在堆内存达到多少使用率时触发 CMS），或使用更先进的垃圾收集器，如 G1。