一、浮动垃圾定义

浮动垃圾指在并发标记和并发清理阶段，由用户线程新创建的对象或新产生的垃圾，这些对象无法在当前回收周期中被及时清理，只能留待下一次GC处理。

二、产生原因

1. 并发标记阶段的用户线程活动

• 并发标记阶段：CMS线程与用户线程同时运行，遍历对象图标记存活对象
• 问题：用户线程在此期间可能：
  • 创建新对象（分配在堆中）
  • 修改对象引用关系（如断开引用，使某些对象变为垃圾）
• 结果：新产生的垃圾对象（或新分配的对象）无法被当前标记过程覆盖，成为浮动垃圾

2. 并发清理阶段的持续对象分配

• 并发清理阶段：CMS线程删除已标记的垃圾对象，但用户线程仍持续运行
• 问题：用户线程在清理过程中继续分配对象，这些新对象：
  • 未被标记为存活（因标记阶段已结束）
  • 未被纳入当前清理范围
• 结果：新分配的对象和其衍生的垃圾成为浮动垃圾

3. 设计机制的限制

• 增量回收缺陷：CMS的标记和清理是分阶段进行的，标记完成后不再重新扫描新对象
• 无实时回收能力：CMS无法像Stop-The-World回收器那样冻结整个堆状态，只能处理标记阶段已识别的垃圾，无法捕获标记后的新垃圾

三、影响

1. 空间占用风险
   浮动垃圾会占用老年代空间，若积累过多可能导致：

   老年代空间不足：触发Concurrent Mode Failure（并发模式失败），退化为Serial Old收集器进行Full GC，引发长时间STW（可达秒级）

2. 回收效率降低
   浮动垃圾需等到下一次GC才能回收，增加了后续GC的压力和频率

四、CMS的应对策略（局限性）

虽然CMS无法完全消除浮动垃圾，但通过以下设计缓解其影响：

1. 预留空间机制

   • 参数-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction（默认92%）控制老年代占用阈值，预留空间容纳浮动垃圾
   • 风险：阈值过高会导致预留空间不足，引发并发模式失败

2. 增量回收设计
   浮动垃圾被延迟到下一次GC周期处理，通过提高回收频率减少积累

五、总结

浮动垃圾是CMS为实现低延迟付出的必然代价：

• 根本原因：用户线程在并发标记和清理阶段持续运行，新产生的对象/垃圾无法被当前回收周期覆盖
• 影响：可能导致空间不足和Concurrent Mode Failure
• 优化方向：降低触发阈值（如-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=70），预留更多空间；或升级至G1/ZGC等支持全并发整理的收集器

简言之，CMS的并发设计在减少STW的同时，牺牲了对"动态新垃圾"的实时处理能力，这是其追求低延迟的典型权衡。