理解G1收集器

G1这个名字是怎么来的

collect the regions with the least live data first(Garbage First).

G1适合什么情景

1. 多核多CPU而且大内存
2. 大内存
3. 要求低停顿

G1如何实现-XX:MaxGCPauseMillis所设置的目标？

首先这个目标是个软指标。

1. 对于新生代来说，过G1自动调整新生代的大小。
2. 对于老年代来说，每次Mixed Garbage Collecttion的时候回收的Rigion个数（基于Mixed Garbage Collection的目标次数，每个Region中的存活对象百分比，以及堆全局的垃圾比例）

G1如何实现避免碎片

无论是新生代还是老年代，使用复制算法。

将一批Region（被称作Collection Set，也就是CSet）复制到另外一批Region中来实现的。

如何避免可达性分析扫描整个堆？

名字叫做Remembered Sets（简称RSets） 每一个Region都有自己的RSets。用来记录对自己Region内对象的引用。

Collection Sets or CSets the set of regions that will be collected in a GC. All live data in a CSet is evacuated (copied/moved) during a GC. Sets of regions can be Eden, survivor, and/or old generation.

Remembered Sets or RSets track object references into a given region. There is one RSet per region in the heap. The RSet enables the parallel and independent collection of a region. The overall footprint impact of RSets is less than 5%.

在什么时机进行Mixed Garbage Collection

在堆的使用率达到-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent所设置的使用率时。

那这个使用率具体的计算其实并非是整个堆的内存使用率，而是老年代使用的内存/整个堆内存。

那做这个判断的时机是：每次Young GC结束的时候

为什么这么做，因为老年代空间中的使用内存发生变化只有一个情形：Young GC的时候。 所以在这个时候判断是最合理的。

其实是整个G1收集器总是在两种状态之间切换

• young-only
• space-reclaimation

那顾名思义，young-only就是只有新生代垃圾回收，有一部分垃圾就会不停地被送入老年代。 而space-reclaimation这个词是从老年代的角度来说的。就是开始重新回收老年代的垃圾。

那当young gc结束，发现堆内存已经达到了阈值的时候，就会开启一个既不是young gc也不是mixed gc的一个过程，叫global concurrent marking。

这个所谓global concurrent marking的第一步就是叫initial mark，这一步是STW的。 然而Young GC也是需要做跟initial mark基本相同的处理的，就是找GC Roots直接的引用。所以，这里就公用了。导致initial mark事实上是Young GC的一部分。

在global concurrent marking之后，如果判断需要进入space-reclaimation阶段，才会接下来进行mixed gc。

什么是global concurrent marking

是由young gc触发的一系列处理。 分为5个步骤。

1. initial mark(STW)

   找到GC Roots直接引用的Region（限于Survivor区）。注意并不是对象 这其实是Young GC的一部分

2. root region scaning

   扫描第一步中找到的Region（Survivor区中的），找到对老年代中对象的引用

3. concurrent mark

   就是用可达性分析算法扫描所有Region

4. re-mark(STW)

   标记那些在concurrent mark阶段发生变化的对象

5. clean up(Partly STW)

   这最后一步最具有迷惑性。好像最后一步就进行垃圾回收一样。其实不是的。

   • 标记死对象，标记哪些存活率最低的region，来让后面的mixed gc来回收
   • 因为有了死对象，擦洗RSets
   • 把空Region送回free list。

G1都有哪些STW处理

⭕️young gc

因为是复制算法 这个复制的过程是STW的。另外提一嘴，这个过程是多线程完成的。

⭕️mixed gc

因为也是采用复制算法。 需要注意的是，mixed gc也包括对新生代的收集。

⭕️global concurrent mark中的initial mark、remark、部分clean up

既然有CMS，为什么要选择G1

原因

• STW更加可控
• 由于采用了标记-整理算法，不会产生内存碎片

Humongous Objects的分配和回收

大于Region的空间的一半的算Humongous Objects。

Humongous Objects被分配在Humongous Region，直接在老年代。

这个回收不在mixed gc。

而是在global concurrent marking的最后一步：clean up中。

G1调优

-XX:MaxGCPauseMillis

最大STW时间。这个参数设置的逻辑是最大停顿时间和吞吐量的平衡 因为如果这个参数设置过小，那么GC就会频繁，吞吐量会降低。

-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent & -XX:+G1UseAdaptiveIHOP

InitiatingHeapOccupancyPercent简称IHOP

-XX:+G1UseAdaptiveIHOP是默认值，也就是说IHOP是adaptive的

-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent是初始值

Full GC的调优

Full GC的例子

1. 跟CMS一样，浮动垃圾产生的溢出

   增加堆大小 或者增加-XX:ConcGCThreads

2. 垃圾晋升失败

   方法就是提升-XX:G1ReservePercent同时同比例地增加堆大小。 或者提前启动标记周期：减少-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent