G1收集器详解「建议收藏」

G1收集器详解「建议收藏」CMS垃圾收集器的弊端:会产生内存碎片&&需要预留空间。这两个问题在处理时,很有可能会导致停顿时间过长,即CMS的停顿时间不可预知。所以G1又可以理解为在CMS垃圾收集器上进行了”升级”。G1垃圾收集器可以给你设定一个你希望Stoptheworld停顿时间,G1会根据这个时间尽量满足你。在JVM堆中,堆的内存分布是以物理空间进行隔离——但是在G1垃圾收集器中,堆的划分不再是物理形式,而是以逻辑的形式进行划分。但是,分代的概念在G1中依旧奏效,比如,新对象一般会被分配.

大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。

CMS垃圾收集器的弊端:会产生内存碎片 && 需要预留空间。
这两个问题在处理时,很有可能会导致停顿时间过长,即CMS的停顿时间不可预知。
所以G1又可以理解为在CMS垃圾收集器上进行了”升级”。

G1垃圾收集器可以给你设定一个你希望Stop the world停顿时间,G1会根据这个时间尽量满足你。

在JVM堆中,堆的内存分布是以物理空间进行隔离——
在这里插入图片描述
但是在G1垃圾收集器中,堆的划分不再是物理形式,而是以逻辑的形式进行划分。

但是,分代的概念在G1中依旧奏效,比如,新对象一般会被分配到Eden区,经过15次Minor GC新生代的对象如果还存活,会移交到老年代等等…

以下为G1中【堆】的空间分布——
在这里插入图片描述
从图中可以发现,堆被划分了多个同等份的区域,在G1中每个区域叫Region。

在以前的垃圾收集器都是对堆进行物理划分,如果堆空间(内存)大的时候,每次进行【垃圾回收】都需要堆一整块大的区域进行回收,那收集的时间不好控制,而划分了多个小区域后,对【小区域】的回收就容易控制它的【收集时间】

在G1中,还有一种Humongous(大对象)区域,其实就是来存储特别大的对象(大于region内存的一半).一旦发现没有引用指向大对象,就可直接在年轻代的Minor GC中被回收。

G1的GC过程

在G1收集器中,可以主要分为有Minor GC(young GC)和Mixed GC,也有写特殊场景会发生full GC

Minor GC

G1的Minor GC触发时机与其他的垃圾收集器一样:

等Eden区满了之后,会触发Minor GC。Minor GC同样也是会发生Stop the world.

值得注意的是,在G1的世界里,新生代和老年代所占堆的空间是没那么固定的,会根据【最大停顿时间】进行调整。

这块要知道会给我们提供参数进行配置即可。根据参数动态地改变年轻代Region的个数可以控制Minor GC的开销

Minnor GC的回收过程:

  • 根扫描
  • 更新 && 处理Rset
  • 复制对象
根扫描
 与之前的CMS类似,可以理解为初始标记的过程
更新 && 处理Rset

Rset概念: 在CMS中Minor GC是通过【卡表】来避免全表扫描老年代的对象。因为Minor GC是回收年轻代的对象,但如果老年代有对象引用着年轻代,那这些被老年代引用的对象就不能被回收。

同样的,在G1中也存在这种问题。在CMS中叫卡表,G1解决【跨代引用】的问题的存储一般称为RSet

RSet存储在每个Region中,它记录着其他Region引用了当前Region的对象关系。
在这里插入图片描述

对于年轻代的Region,它的RSet只保存了来自老年代的引用,因为年轻代自己都要做Minor GC了。
对于老年代的Region,它的RSet只会保存老年代对它的引用,因为在G1收集器,老年代回收之前,都会先对年轻代进行回收,所以没必要保存年轻代的引用。

所以第二步就是:处理RSet的信息并且扫描,将老年代对象持有年轻代对象的相关引用到加入到GC Roots下,避免被回收。

复制对象

把扫描之后存活的对象往【空的Survivor区】或者【老年代】存放,其他的Eden区进行清除。

另外,在G1中还有另一个名字:CSet,Collection
Set,保存了一次GC中【将执行垃圾回收】的Region。CSet中的所有存活对象都会被转移到别的可用Region上
在这里插入图片描述

总结:扫描、处理跨Region引用,收集至CSet,复制清除、处理引用。

Mixed GC

当堆空间的占用率达到一定阈值后会触发Mixed GC(默认45%,由参数决定)。Mixed GC会依赖全局并发标记统计后的Region数据

全局并发标记:

  • 初始标记(STW)
  • 并发标记
  • 最终标记(STW)
  • 清理(STW)

从名字可以知道,Mixed GC是一个混合GC,Mixed GC一定会回收年轻代,并会采集部分老年代的Region进行回收。

初始标记

这个过程共用了Minor GC的Stop the world,复用了扫描GC Roots的操作。
在这个过程中,老年代和新生代都会被扫描

并发标记

这个阶段不会stop the world,GC线程与用户线程一起执行,GC线程负责收集各个Region的存活对象信息。从GC Roots往下追溯,查找这个堆存活的对象,比较耗时。

重新标记

与CMS一样,标记那些在并发标记阶段发生变化的对象。

清理

这个阶段也会stop the world,主要清点和重置标记状态,会根据停顿预测模型来决定本次GC多少Region.

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