JVM垃圾收集器G1

一、G1垃圾收集器诞生之前

在G1 垃圾收集器诞生之前我们都知道，JVM将我们的对空间分成不同的连续区域，不同的区域采用不同的垃圾收集算法，比如新生代采用 ParNew, paralle 等算法，老年代采用cms 等算法，但是到G1垃圾收集器我们先要忘记我们原有的堆空间模型

二、G1垃圾收集器

G1 (Garbage-First)是一款面向服务器的垃圾收集器,主要针对配备多颗处理器及大容量内存的机器. 以极高概率满足GC停顿时间要求的同时,还具备高吞吐量性能特征

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G1将Java堆划分为多个大小相等的独立区域（Region），JVM目标是不超过2048个Region。

一般Region 大小等于堆大小/2048 ,比如堆大小=4096M ,那么一个Region 的大小就是2M，我们可以使用参数"-XX:G1HeapRegionSize"手动指定Region大小，但是不推荐使用

G1 仍然保留了分代的概念，但是在G1中分代区域将不在是连续的，他们是不连续的Region的集合，默认年轻代占比为5%，如果堆大小为4098M ，年轻代大小姐就是200M，对应就是100个Region 集合，可以通过“-XX:G1NewSizePercent”设置新生代初始占比，系统运行过程中，JVM会不停的给年轻代增加更多的Region,但是年轻代最多占比会超过60%，可以通过“-XX:G1MaxNewSizePercent”调整，年轻代中Eden 和Survivor 区对应占比跟之前一样“8：1：1”。假设年轻代现在有1000个region，eden区对应800个，s0对应100个，s1对应100个。

一个Region 可能之前是年轻代，经过垃圾回收后可能会变成老年代，换句话说Region的区域功能可能会动态变化。

G1 垃圾收集器对象什么时候会转移到老年代跟之一样，唯一不同的是对大对象的处理，G1有专门分配大对象的Region叫Humongous区，而不是让大对象直接进入老年代的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2M，只要一个大对象超过了1M，就会被放入Humongous中，而且一个大对象如果太大，可能会横跨多个Region来存放。

Humongous区专门存放短期巨型对象，不用直接进老年代，可以节约老年代的空间，避免因为老年代空间不够的GC开销。 Full GC的时候除了收集年轻代和老年代之外，也会将Humongous区一并回收。

G1收集器收集步骤

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初始标记（STW）:•暂停所有的其他线程，并记录下gc roots直接能引用的对象，速度很快
并发标记 : 同CMS并发标记
最终标记 (STW) ：同CMS的重新标记
筛选回收 (STW) ：筛选回收阶段首先对各个Region的回收价值和成本进行排序，根据用户所期望的GC停顿STW时间(可以用JVM参数 -XX:MaxGCPauseMillis指定)来制定回收计划，•不管是年轻代或是老年代，回收算法主要用的是复制算法，将一个region中的存活对象复制到另一个region中，这种不会像CMS那样回收完因为有很多内存碎片还需要整理一次，G1采用复制算法回收几乎不会有太多内存碎片

G1垃圾收集分类

Young Gc

YoungGC并不是说现有的Eden区放满了就会马上触发，G1会计算下现在Eden区回收大概要多久时间，如果回收时间远远小于参数 -XX:MaxGCPauseMills 设定的值，那么增加年轻代的region，继续给新对象存放，不会马上做Young GC，直到下一次Eden区放满，G1计算回收时间接近参数 -XX:MaxGCPauseMills 设定的值，那么就会触发Young GC

MixedGc

不是FullGC，老年代的堆占有率达到参数(-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent)设定的值则触发，回收所有的Young和部分Old(根据期望的GC停顿时间确定old区垃圾收集的优先顺序)以及大对象区，正常情况G1的垃圾收集是先做MixedGC，主要使用复制算法，需要把各个region中存活的对象拷贝到别的region里去，拷贝过程中如果发现没有足够的空region能够承载拷贝对象就会触发一次Full GC

Full Gc

停止系统程序，然后采用单线程进行标记、清理和压缩整理，好空闲出来一批Region来供下一次MixedGC使用，这个过程是非常耗时的

G1 收集器参数设置

-XX:+UseG1GC:使用G1收集器

-XX:ParallelGCThreads:指定GC工作的线程数量

-XX:G1HeapRegionSize:指定分区大小(1MB~32MB，且必须是2的N次幂)，默认将整堆划分为2048个分区

-XX:MaxGCPauseMillis:目标暂停时间(默认200ms)

-XX:G1NewSizePercent:新生代内存初始空间(默认整堆5%，值配置整数，默认就是百分比)

-XX:G1MaxNewSizePercent:新生代内存最大空间

-XX:TargetSurvivorRatio:Survivor区的填充容量(默认50%)，Survivor区域里的一批对象(年龄1+年龄2+年龄n的多个年龄对象)总和超过了Survivor区域的50%，此时就会把年龄n(含)以上的对象都放入老年代

-XX:MaxTenuringThreshold:最大年龄阈值(默认15)

-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent:老年代占用空间达到整堆内存阈值(默认45%)，则执行新生代和老年代的混合收集(MixedGC)，比如我们之前说的堆默认有2048个region，如果有接近1000个region都是老年代的region，则可能就要触发MixedGC了

-XX:G1MixedGCLiveThresholdPercent(默认85%) region中的存活对象低于这个值时才会回收该region，如果超过这个值，存活对象过多，回收的的意义不大。

-XX:G1MixedGCCountTarget:在一次回收过程中指定做几次筛选回收(默认8次)，在最后一个筛选回收阶段可以回收一会，然后暂停回收，恢复系统运行，一会再开始回收，这样可以让系统不至于单次停顿时间过长。

-XX:G1HeapWastePercent(默认5%): gc过程中空出来的region是否充足阈值，在混合回收的时候，对Region回收都是基于复制算法进行的，都是把要回收的Region里的存活对象放入其他Region，然后这个Region中的垃圾对象全部清理掉，这样的话在回收过程就会不断空出来新的Region，一旦空闲出来的Region数量达到了堆内存的5%，此时就会立即停止混合回收，意味着本次混合回收就结束了。

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