[Inside HotSpot] UseParallelGC和UseParallelOldGC的区别

JVM的很多参数命名很有迷惑性，-XX:+UseParallel，-XX:+UseParallelOldGC，-XX:+UseParNewGC，-XX:+UseConcMarkSweepGC咋一看容易混淆，而且JDK升个级某个GC就可能不见了，为了详细了解这些参数的区别，先来看看到底都有哪些类型的GC：

// hotspotsharegcsharedgc_globals.hpp 
product(bool, UseConcMarkSweepGC, false,                                  
      "Use Concurrent Mark-Sweep GC in the old generation")             
product(bool, UseSerialGC, false,                                         
      "Use the Serial garbage collector")                                     
product(bool, UseG1GC, false,                                             
      "Use the Garbage-First garbage collector")  
product(bool, UseParallelGC, false,                                      
      "Use the Parallel Scavenge garbage collector")                          
product(bool, UseParallelOldGC, false,                                    
      "Use the Parallel Old garbage collector")     
experimental(bool, UseEpsilonGC, false,                                   
      "Use the Epsilon (no-op) garbage collector")                                  
experimental(bool, UseZGC, false,                                         
      "Use the Z garbage collector")

好消息是ParNewGC在JDK9中弃用了，JDK10中已经完全移除了，它的理想代替物是G1GC。然后openjdk12中现存的GC有：

ConcMarkSweepGC
SerialGC
G1GC
ParallelGC
EpsilonGC
ZGC
ShenandoahGC ( OpenJDK12上游的新GC，我的源码拉的早，就没有它了)

它们在源码中都有对应的独立目录：

λ tree .
├─gc
│  ├─cms      # UseConcMarkSweepGC
│  ├─epsilon  # UseEpsilonGC
│  ├─g1       # UseG1GC
│  ├─parallel # UseParallelGC && UseParallelOldGC
│  ├─serial   # UseSerialGC
│  ├─shared   # 所有GC共享的代码
│  └─z        # UseZGC

本文将要简要分析Parallel GC和ParallelOld GC的区别。
要想找不同很简单：对着源码目录搜索一下UseParallelGC/UseParallelOldGC标志，可以得到所有源码的引用，而且找出来的结果通常是两者伴随出现的，看来方法是没问题的。重点关注几个地方，parallelArgument.cpp它会负责GC早期的参数处理（可以参见EpsilonGC示例）：

// hotspotsharegcparallelparallelArguments.cpp
void ParallelArguments::initialize() {
  GCArguments::initialize();
  assert(UseParallelGC || UseParallelOldGC, "Error");
  // Enable ParallelOld unless it was explicitly disabled (cmd line or rc file).
  if (FLAG_IS_DEFAULT(UseParallelOldGC)) {
    FLAG_SET_DEFAULT(UseParallelOldGC, true);
  }
  FLAG_SET_DEFAULT(UseParallelGC, true);
  ...
}

这段代码告诉我们，除非显式指定-XX:-UseParallelOldGC，否则都开启Parallel Old。第二个地方是GCConfiguration：

// hotspotsharegcsharedgcConfiguration.cpp
GCName GCConfiguration::young_collector() const {
  if (UseG1GC) {
    return G1New;
  }
  // 如果开启UseParallelGC则新年代使用ParallelScavenge
  if (UseParallelGC) {
    return ParallelScavenge;
  }

  if (UseConcMarkSweepGC) {
    return ParNew;
  }

  if (UseZGC) {
    return NA;
  }

  return DefNew;
}

GCName GCConfiguration::old_collector() const {
  if (UseG1GC) {
    return G1Old;
  }

  if (UseConcMarkSweepGC) {
    return ConcurrentMarkSweep;
  }
  // 如果开启UseParallelOldGC则老年代使用ParallelOld，否则使用SerialOld
  if (UseParallelOldGC) {
    return ParallelOld;
  }

  if (UseZGC) {
    return Z;
  }

  return SerialOld;
}

通过简单的字符串搜索就能知道:

+UseParallelGC = 新生代ParallelScavenge + 老年代ParallelOld
+UseParallelOldGC = 同上
-UseParallelOldGC = 新生代ParallelScavenge + 老年代SerialOld

ParallelOld和SerialOld字面上意思是老年代并行处理和老年代串行处理，关于这两个的区别也可以通过字符串搜索一窥究竟：

//hotspotsharegcparallelparallelScavengeHeap.cpp
void ParallelScavengeHeap::do_full_collection(bool clear_all_soft_refs) {
  if (UseParallelOldGC) {
    bool maximum_compaction = clear_all_soft_refs;
    // ParallelOld使用PSParallelCompact做full gc
    PSParallelCompact::invoke(maximum_compaction);
  } else {
  	// 关闭ParallelOld则使用PSMarkSweep做full gc
    PSMarkSweepProxy::invoke(clear_all_soft_refs);
  }
}

PSMarkSweepProxy是一个命名空间，它做的唯一一件事情就是把调用转发到PSMarkSweep类的同名方法，比如PSMarkSweepProxy::do_a()实际调用的是PSMarkSweep::do_a()。PSMarkSweep和Serial GC Full GC提到的算法几乎一样，都是串行地分四个阶段对老年代做标记-压缩，稍有不同的是PSMarkSweep支持UseAdaptiveSizePolicy参数，它可以自适应的调整新生代和老年代的大小。

总的来说，Parallel GC和Parallel Old GC说的是不一样的事情，前者表示并行分代式垃圾回收器，其老年代和新生代都是多线程并行操作。而后者只是老年代是否使用并行的一个选项(默认开启)，如果关闭则老年代退化为串行操作。之所以这样是因为早期HotSpot的并行GC只支持新生代并行，老年代的并行是后面版本加入的。

最后，附上所有垃圾回收器名和对应的分代名：

垃圾回收器	新生代名	老年代名
G1GC	G1New	G1Old
Parallel GC	ParallelScavenge	ParallelOld(-UseParallelOld则是SerialOld)
CMS	ParNew	ConcurrentMarkSweep
Serial GC	DefNew	SerialOld
Epsilon	N/A	N/A
ZGC	N/A	Z
Shenandoah	N/A	Shenandoah