图文超详解 G1 垃圾收集器深入剖析 _生活百科

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G1（Garbage First）垃圾收集器是目前垃圾回收技术最前沿的成果之一。
G1 同 CMS 垃圾回收器一样，关注最小时延的垃圾回收器，适合大尺寸堆内存的垃圾收集。但是，G1 最大的特点是引入分区的思路，弱化了分代的概念，合理利用垃圾收集各个周期的资源，解决了其他收集及 CMS 的很多缺陷。
官方推荐使用 G1 来代替 CMS 。
通过本篇，我们可以了解掌握 G1 收集器的基本概念、堆内存、回收流程、GC模式、推荐用例等核心知识。

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目录

G1 收集器概述
G1 的堆内存算法
- 1. G1 之前的 JVM 内存模型
- 2. G1收集器的内存模型
G1回收流程
- 1. G1 收集器的阶段（步骤）
G1 的 GC 模式
- 1. YoungGC 年轻代收集
- 2. mixed gc
G1 的推荐用例

G1 收集器概述HotSpot 团队一直努力朝着高效收集、减少停顿 (STW: Stop The World) 的方向努力，贡献了从串行 Serial 收集器、到并行收集器 Parallerl 收集器，再到 CMS 并发收集器，乃至如今的 G1 在内的一系列优秀的垃圾收集器。
G1(Garbage First) 垃圾收集器，是关注最小时延的垃圾回收器，也同样适合大尺寸堆内存的垃圾收集，官方推荐选择使用 G1 来替代 CMS。
1. G1 收集器的最大特点

G1最大的特点是引入分区的思路，弱化了分代的概念。
合理利用垃圾收集各个周期的资源，解决了其他收集器、甚至 CMS 的众多缺陷。

2. G1 的改进（相比较 CMS ）

算法： G1 基于标记--整理算法, 不会产生空间碎片，在分配大对象时，不会因无法得到连续的空间，而提前触发一次 FULL GC。
停顿时间可控： G1可以通过设置预期停顿时间（Pause Time）来控制垃圾收集时间避免应用雪崩现象。
并行与并发：G1 能更充分的利用 CPU 多核环境下的硬件优势，来缩短 stop the world 的停顿时间。

3. CMS 和 G1 的区别

CMS 中，堆被分为 PermGen ， YoungGen ， OldGen ；而 YoungGen 又分了两个 survivo 区域。在 G1 中，堆被平均分成几个区域 (region) ，在每个区域中，虽然也保留了新老代的概念，但是收集器是以整个区域为单位收集的。
G1 在回收内存后，会立即同时做合并空闲内存的工作；而 CMS ，则默认是在 STW（stop the world）的时候做。
G1 会在 Young GC 中使用；而 CMS 只能在 O 区使用。

4. G1 收集器的应用场景目前，CMS 还是默认首选的 GC 策略。
G1 垃圾收集算法，主要应用在多 CPU 大内存的服务中，在满足高吞吐量的同时，尽可能的满足垃圾回收时的暂停时间。
在以下场景中，G1 更适合：

服务端多核 CPU、JVM 内存占用较大的应用（至少大于4G）；
应用在运行过程中，会产生大量内存碎片、需要经常压缩空间；
想要更可控、可预期的 GC 停顿周期，防止高并发下应用雪崩现象。

G1 的堆内存算法1. G1 之前的 JVM 内存模型

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新生代：伊甸园区 (eden space) + 2个幸存区
老年代
持久代 (perm space)：JDK1.8 之前
元空间 (metaspace)：JDK1.8 之后取代持久代

2. G1收集器的内存模型

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2.1 G1 堆内存结构堆内存会被切分成为很多个固定大小区域（Region），每个是连续范围的虚拟内存。
堆内存中一个区域 (Region) 的大?。梢酝ü?-XX:G1HeapRegionSize 参数指定，大小区间最小 1M 、最大 32M ，总之是 2 的幂次方。
默认是将堆内存按照 2048 份均分。
2.2 G1 堆内存分配每个 Region 被标记了 E、S、O 和 H，这些区域在逻辑上被映射为 Eden，Survivor 和老年代。
存活的对象从一个区域转移（即复制或移动）到另一个区域。区域被设计为并行收集垃圾，可能会暂停所有应用线程。如上图所示，区域可以分配到 Eden，survivor 和老年代。
此外，还有第四种类型，被称为巨型区域（Humongous Region）。
【图文超详解 G1 垃圾收集器深入剖析】Humongous 区域主要是为存储超过 50% 标准 region 大小的对象设计，它用来专门存放巨型对象。如果一个 H 区装不下一个巨型对象，那么 G1 会寻找连续的 H 分区来存储。为了能找到连续的 H 区，有时候不得不启动 Full GC。