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JVM_06G1垃圾收集器

2023-03-22 21:25:41   6  举报

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AI智能生成

G1垃圾收集器

jvm

G1垃圾收集器

模版推荐

作者其他创作

大纲/内容

设计初衷

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.

区域划分

Region

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

TARGET_REGION_NUMBER 定义

实际可以超过该值，但是不推荐

大小划分

堆大小除以2048

例子：堆大小为4096M，则Region大小为2M

参数"-XX:G1HeapRegionSize"手动指定Region大小，但是推荐默认的计算方式

保留了年轻代和老年代的概念

不再是物理隔阂了，它们都是（可以不连续）Region的集合

年轻代

对堆内存的占比是5%

对应大概是100个Region

-XX:G1NewSizePercen设置新生代初始占比

在系统运行中，JVM会不停的给年轻代增加更多的Region，但是最多新生代的占比不会超过60%

-XX:G1MaxNewSizePercent调整

Eden和Survivor对应的region也跟之前一样，默认8:1:1

Region的区域功能可能会动态变化

一个Region可能之前是年轻代

Region进行了垃圾回收，之后可能又会变成老年代

Humongous区

对大对象的处理，不是让大对象直接进入老年代的Region中

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

大对象

超过了一个Region大小的50%

放入Humongous中

如果太大，可能会横跨多个Region来存放。

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

一次GC(主要值Mixed GC)的运作

初始标记

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的并发标记

最终标记

同CMS的重新标记

筛选回收

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，定制计划

-XX:MaxGCPauseMillis指定

例如：老年代此时有1000个Region都满了，但是因为根据预期停顿时间，本次垃圾回收可能只能停顿200毫秒， 那么通过之前回收成本计算得知，可能回收其中800个Region刚好需要200ms，那么就只会回收800个Region(Collection Set，要回收的集合)

尽量把GC导致的停顿时间控制在我们指定的范围内

后台会维护一个优先列表

Garbage-First

根据允许的收集时间，优先选择回收价值最大的Region

例如：一个Region花200ms能回收10M垃圾，另外一个Region花50ms能回收20M垃圾， 在回收时间有限情况下，G1当然会优先选择后面这个Region回收

回收阶段其实也可以做到与用户程序一起并发执行

回收算法

复制算法

将一个region中的存活对象复制到另一个region中

回收完几乎不会有太多内存碎片

与CMS的区别

CMS回收阶段是跟用户线程一起并发执行的

G1因为内部实现太复杂暂时没实现并发回收（回收一会，用户线程执行一会，某种意义是串行）

ZGC，Shenandoah就实现了并发收集，Shenandoah可以看成是G1的升级版本

特点

并行与并发

G1能充分利用CPU、多核环境下的硬件优势，使用多个CPU（CPU或者CPU核心）来缩短Stop-The-World停顿时间

其他收集器原本需要停顿Java线程来执行GC动作，G1收集器仍然可以通过并发的方式让java程序继续执行

分代收集

G1可以不需要其他收集器配合就能独立管理整个GC堆，但是还是保留了分代的概念

空间整合

CMS

标记--清理

整体基于“标记整理”算法

局部“复制”算法

可预测的停顿

追求低停顿外

建立可预测的停顿时间模型

让使用者明确指定在一个长度为M毫秒的时间片段内完成垃圾收集

垃圾收集分类

正常情况G1的垃圾收集是先做MixedGC

YoungGC

当edan区满了，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

回收对象

所有young区

大对象区

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

Full GC

MixedGC时，使用复制算法到别的region里时，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

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

过程是非常耗时的

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浅谈CMS和G1垃圾收集器

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G1垃圾收集器（Garbage First）

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