大纲

1、G1的内存模型

region 个数、大小新生代的初始占比，最大占比

2、eden 、survivor、old 区域的内存占比？

3、数据何时进入老年代

年龄

动态年龄判断

大对象如何存储

4、垃圾回收

选取哪些内容进行回收

垃圾回收时间设置

新生代垃圾回收算法，与之前才的复制算法的区别

老年代垃圾回收算法？老年代反复回收多次？老年代垃圾回收何时出发？何时停止？

老年代哪些region会被回收？

老年代垃圾回收的担保机制？

1. 为什么引入G1，G1的使用场景

无论是新生代垃圾回收，还是老年代垃圾回收，都会或多或少产生“Stop the World”现象，对系统的运行是有一定影响的。所以其实之后对垃圾回收器的优化，都是朝着减少“Stop the World”的目标去做的。在这个基础之上，G1垃圾回收器就应运而生了，他可以提供比“ParNew + CMS”组合更好的垃圾回收的性能。

2、G1的内存模型

G1把Java堆内存拆分为多个大小相等的Region

每个region的大小等于（堆内存大小/2048）。比如说堆大小是4G，那么就是4096MB，此时除以2048个Region，每个Region的大小就是2MB。大概就是这样子来决定Region的数量和大小的

新生代初始大小：刚开始的时候，默认新生代对堆内存的占比是5%，也就是占据200MB左右的内存，对应大概是100个Region，这个是可以通过“- XX:G1NewSizePercent”来设置新生代初始占比的

新生代最大值：在系统运行中，JVM其实会不停的给新生代增加更多的Region，但是最多新生代的占比不会超过60%，可以通过“- XX:G1MaxNewSizePercent”

一旦Region进行了垃圾回收，此时新生代的Region数量还会减少，这些其实都是动态的

eden和survivor：参数和比例与之前保持不变。“-XX:SurvivorRatio=8”，这里还是可以区分出来属于新生代的Region里哪些属于Eden，哪些属于Survivor。比如新生代之前说刚开始初始的时候，有100个Region，那么可能80个Region就是Eden，两个Survivor各自占10个Region。随着对象不停的在新生代里分配，属于新生代的Region会不断增加，Eden和Survivor对应的Region也会不断增加。

新生代GC触发时机：

1、新生代达到了设定的占据堆内存的最大大小60%；

2、G1执行GC的时间到达系统停顿多长时间。可以通过“-XX:MaxGCPauseMills”参数来设定，默认值是200ms。

老年代最大大小：老年代最多可以占据40%的Region

3、数据何时进入老年代

年龄：对象在新生代躲过了很多次的垃圾回收，达到了一定的年龄了，“-XX:MaxTenuringThreshold”参数可以设置这个年龄，他就会进入老年代
动态年龄判定规则，如果一旦发现某次新生代GC过后，存活对象超过了Survivor的50%

大对象：G1提供了专门的Region来存放大对象，而没有将大对象进入老年代的Region中。在G1中，大对象的判定规则就是一个大对象超过了一个Region大小的50%，比如按照上面算的，每个Region是2MB，只要一个大对象超过了1MB，就会被放入大对象专门的Region中而且一个大对象如果太大，可能会横跨多个Region来存放。

大对象何时回收：新生代、老年代在回收的时候，会顺带带着大对象Region一起回收

4、垃圾回收

region回收优先选取策略：

触发垃圾回收的时候，可以根据设定的预期系统停顿时间，来选择最少回收时间和最多回收对象的Region进行垃圾回收，保证GC 对系统停顿的影响在可控范围内，同时还能尽可能回收最多的对象。

新生代GC触发时机：

1、新生代达到了设定的占据堆内存的最大大小60%；

2、G1执行GC的时间到达系统停顿多长时间。可以通过“-XX:MaxGCPauseMills”参数来设定，默认值是200ms。

新生代+老年代的混合垃圾回收触发时机：

如果老年代占据了堆内存的45%的Region的时候，此时就会尝试触发一个新生代+老年代一起回收的混合回收阶段。

参数：“-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent”，他的默认值是45%

复制算法的区别：

新生代和老年代都采取了复制算法

新生代的垃圾回收还是采用了复制算法，只不过会考虑预设GC停顿时间，保证垃圾回收的停顿时间不能超过预设时间，因此会挑选一些Region来进行垃圾回收。

混合垃圾回收详解：

初始标记：需要进入“Stop the World”的，仅仅只是标记一下GC Roots直接能引用的对象，这个过程速度是很快的。
并发标记：这个阶段会允许系统程序的运行，同时进行GC Roots追踪，从GC Roots开始追踪所有的存活对象，很耗时的，因为要追踪全部的存活对象。JVM会对并发标记阶段对对象做出的一些修改记录起来，比如说哪个对象被新建了，哪个对象失去了引用。
最终标记：会进入“Stop the World”，系统程序是禁止运行的，但是会根据并发标记阶段记录的那些对象修改，最终标记一下有哪些存活对象，有哪些是垃圾对象
混合回收：这个阶段会计算老年代中每个Region中的存活对象数量，存活对象的占比，还有执行垃圾回收的预期性能和效率。接着会停止系统程序，然后全力以赴尽快进行垃圾回收，此时会选择部分Region进行回收，因为必须让垃圾回收的停顿时间控制在我们指定的范围内。

G1垃圾回收器参数

“-XX:G1MixedGCCountTarget”：

就是在一次混合回收的过程中，最后一个阶段执行几次混合回收，默认值是8次。

意味着最后一个阶段，先停止系统运行，混合回收一些Region，再恢复系统运行，接着再次禁止系统运行，混合回收一些Region，反复8次。

为什么要反复回收多次呢？因为你停止系统一会儿，回收掉一些Region，再让系统运行一会儿，然后再次停止系统一会儿，再次回收掉一些Region，这样可以尽可能让系统不要停顿时间过长，可以在多次回收的间隙，也运行一下。减低用户对GC停顿的感知

“-XX:G1HeapWastePercent”：堆浪费百分比，默认值是5%

当G1发现可被回收的空间小于5%时，就不会再进行混合收集，也就是会结束当前的混合收集周期

“-XX:G1MixedGCLiveThresholdPercent”：默认值是85%，意思就是确定要回收的Region的时候，必须是存活对象低于85%的Region才可以进行回收

为什么呢？因为要把85%的对象都拷贝到别的Region，这个成本是很高的

混合回收失败时的Full GC

如果在进行Mixed回收的时候，无论是年轻代还是老年代都基于复制算法进行回收，都要把各个Region的存活对象拷贝到别的Region 里去，此时万一出现拷贝的过程中发现没有空闲Region可以承载自己的存活对象了，就会触发一次失败。

一旦失败，立马就会切换为停止系统程序，然后采用单线程进行标记、清理和压缩整理，空闲出来一批Region，这个过程是极慢极慢的。

附带一篇文章：

垃圾优先型垃圾回收器调优

https://www.oracle.com/cn/technical-resources/articles/java/g1gc.html