jvm垃圾回收器之G1

taia
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（4）G1

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  • 定义： Garbage First

  • JDK 9以后默认使用，而且替代了CMS 收集器

  • 适用场景

    • 同时注重吞吐量和低延迟（响应时间）
    • 超大堆内存（内存大的），会将堆内存划分为多个大小相等的区域
    • 整体上是标记-整理算法，两个区域之间是复制算法

  • 相关参数，JDK8 并不是默认开启的，所需要参数开启

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a. G1 垃圾回收阶段

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新生代伊甸园垃圾回收—–>内存不足，新生代回收+并发标记—–>回收新生代伊甸园、幸存区、老年代内存 ——>新生代伊甸园垃圾回收(重新开始)

b.Young Collection

分区算法region

分代是按对象的生命周期划分，分区则是将堆空间划分连续几个不同小区间，每一个小区间独立回收，可以控 制一次回收多少个小区间，方便控制 GC 产生的停顿时间

E：伊甸园 S：幸存区 O：老年代

会STW

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c.Young Collection + CM

CM：并发标记

  • 在 Young GC 时会对 GC Root 进行初始标记

  • 在老年代占用堆内存的比例达到阈值时，对进行并发标记（不会STW），阈值可以根据用户来进行设定

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d.Mixed Collection

会对E S O 进行全面的回收

  • 最终标记
  • 拷贝存活

-XX:MaxGCPauseMills:xxx 用于指定最长的停顿时间

为什么有的老年代被拷贝了，有的没拷贝？

因为指定了最大停顿时间，如果对所有老年代都进行回收，耗时可能过高。为了保证时间不超过设定的停顿时 间，会回收最有价值的老年代（回收后，能够得到更多内存）

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e.Full GC

G1在老年代内存不足时（老年代所占内存超过阈值）

  • 如果垃圾产生速度慢于垃圾回收速度，不会触发Full GC，还是并发地进行清理
  • 如果垃圾产生速度快于垃圾回收速度，便会触发Full GC

f.Young Collection 跨代引用

新生代回收的跨代引用（老年代引用新生代）问题

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  • 卡表与Remembered Set

    • Remembered Set 存在于E中，用于保存新生代对象对应的脏卡
    • 脏卡：O被划分为多个区域（一个区域512K），如果该区域引用了新生代对象，则该区域被称 为脏卡

  • 在引用变更时通过post-write barried + dirty card queue

  • concurrent refinement threads 更新 Remembered Set

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g.Remark

重新标记阶段

在垃圾回收时，收集器处理对象的过程中

黑色：已被处理，需要保留的 灰色：正在处理中的 白色：还未处理的

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但是在并发标记过程中，有可能A被处理了以后未引用C，但该处理过程还未结束，在处理过程结束之前A引用 了C，这时就会用到remark

过程如下

  • 之前C未被引用，这时A引用了C，就会给C加一个写屏障，写屏障的指令会被执行，将C放入一个队列当 中，并将C变为 处理中 状态
  • 在并发标记阶段结束以后，重新标记阶段会STW，然后将放在该队列中的对象重新处理，发现有强引用 引用它，就会处理它

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h.JDK 8u20 字符串去重

过程

  • 将所有新分配的字符串（底层是char[]）放入一个队列

  • 当新生代回收时，G1并发检查是否有重复的字符串

  • 如果字符串的值一样，就让他们引用同一个字符串对象

  • 注意，其与String.intern的区别

    • intern关注的是字符串对象
    • 字符串去重关注的是char[]
    • 在JVM内部，使用了不同的字符串标

优点与缺点

  • 节省了大量内存
  • 新生代回收时间略微增加，导致略微多占用CPU

i.JDK 8u40 并发标记类卸载

在并发标记阶段结束以后，就能知道哪些类不再被使用。如果一个类加载器的所有类都不在使用，则卸载它所 加载的所有类

j. JDK 8u60 回收巨型对象

  • 一个对象大于region的一半时，就称为巨型对象
  • G1不会对巨型对象进行拷贝
  • 回收时被优先考虑
  • G1会跟踪老年代所有incoming引用，如果老年代incoming引用为0的巨型对象就可以在新生代垃圾回收 时处理掉

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k.JDK 9 并发标记起始时间的调整

  • 并发标记必须在堆空间占满前完成，否则退化为 FullGC

  • JDK 9 之前需要使用 -XX:InitiatingHeapOccupancyPercent

  • JDK 9 可以动态调整

    • -XX:InitiatingHeapOccupancyPercent 用来设置初始值
    • 进行数据采样并动态调整
    • 总会添加一个安全的空档空间

l.JDK 9 更高效的回收

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