JVM 的GC回收算法----G1

        JVM内存垃圾回收目前有多种算法，每种算法都有自己的特点和使用场景，本文主要介绍一下G1（Garbage-First）算法.G1是一款面向服务端应用的垃圾回收器，是SUN公司在JDK1.7中提出来的，初衷是替换JDK1.5中的CMS垃圾回收算法。G1之前的所有收集器都是对整个新生代或老年代进行垃圾回收，而G1不是这样：G1是将整个堆空间分成许多个大小不等的独立区域（Region）,大约有2000块，每个Region从1M到32M大小不等，在JVM启动的时候就已经分割好了，Region可采用并行的垃圾回收或 NOT STW 方式。如下图所示：

Region被分成了Eden、survivor和旧生代Region。除此之外，其实还有第四类——大Region。此部分区域用来存放超过标准Region大小的50%或者更大的对象，此部分在内存中是连续的。不过oracle没有对这一部分的gc操作进行优化，不建议大家使用大Region。

1.G1发生young GC 

     a、内存中新建的对象占用一个或者多个的survivor Region。如果对象的生存期达到了阈值，对象就会被转移到旧生代Region中，如下图所示：

      

发生young GC 的时候，会发生STW 的停顿。survivor 和Eden Region会为下次young GC进行计算，计算过程中会结合设置的一些参数（如： -XX:MaxGCPauseMillis=10   -XX:GCPauseIntervalMillis=200等）

b、发生youngGC后，继续存活的对象被放到了survivor或旧生代中

引用原文对young GC进行summery：

• The heap is a single memory space split into regions.
• （堆空间是独立的一块内存空间，被分成了多个块）
• Young generation memory is composed of a set of non-contiguous regions. This makes it easy to resize when needed.
• （新生代由一系列不连续的regions组成，这样有利于按需分配内存大小）
• Young generation garbage collections, or young GCs, are stop the world events. All application threads are stopped for the operation.
• （发生youngGC的时候是STW事件，所有的应用线程都会被停止）
• The young GC is done in parallel using multiple threads.
• （多线程并发实现young GC）
• Live objects are copied to new survivor or old generation regions.
• young GC后的存活的对象被复制到了新的survivor或旧生代中

2.G1发生Old GC 

大体步骤如下：初始标记——根区扫描——并发标记——重新标记——清除回收——对象复制

下面对各个步骤稍作说明，

a. 初始标记   此过程会发生STW，标记指向旧生代对象的suvivor Region。

b.根区扫描   此过程与应用并发执行，扫描指向旧生代对象的suvivor Region，但是扫描必须在young GC之前完成。

c.并发标记  此过程与应用并发执行，查找整个堆上存活的对象，此过程可以被young GC 打断

d.重新标记  此过程会发生STW，此过程中采用起始快照算法（snapshot-at-the-beginning，SATB），该算法比CMS的收集器算法快许多。

e.清楚回收  此过程部分阶段会发生STW。1.统计存活和完全空闲的region（发生STW）2.修改标记列表（发生STW）3.重置空闲Region并标记到空闲列表上（与应用并发）

f.复制   此过程发生STW。复制存活的对象到未使用的Region上，此过程在youngGC中也会发生。youngGC 发生日志中标记为GC pause （young），young GC和old GC同时发生的时候，日志中标记为GC Pause (mixed).如下图：

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