JVM学习六.G1垃圾收集处理器详解

面向的场景：
面向服务端应用的一款垃圾收集器。

G1垃圾收集器的特点：

1.并行&并发
G1能充分利用多CPU，多核环境下的硬件优势，使用多个CPU来缩短STW停顿的时间。
我们再上一篇CMS垃圾收集器中说到，CMS垃圾收集器再初始标记的过程中STW.
但是G1不同，它依然可以通过并发的方式让Java程序执行。
2.分代收集
与其它收集器一样，分代概念仍然再G1中依然得以保留。
3.空间整合
上篇中我们可以看到：CMS垃圾收集器是“标记——清理”算法，G1从整体上来看是基于“标记—整理”算法实现的收集器。从局部上来看是基于“复制”算法实现的，但无论如何，G1在运行期间捕虎刺产生内存空间碎片，收集后能提供规整的可用内存。这种特性有利于程序的长时间运行，分配大对象是不会因为无法找到连续内存空间而提前触发下一次的GC.
4.可预测的停顿
这个是G1相对于CMS的另外一大优势，降低停顿时间是G1和CMS共同关注点，但G1除了追求低停顿外，它还能建立可预测的停顿时间模型。

具体的实现过程

1.G1会将内存划分成为多个大小相等的独立区域，G1收集器之所以能建立可预测的停顿的时间模型，是因为它可以有计划的避免在整个Java堆中进行全区域的垃圾收集。
2.G1会跟踪各个Region里面的垃圾堆积的价值大小，在后台会维护一个列表，每次根据允许的收集时间，优先回收价值最大的Region。
这种使用Region划分内存空间以及有优先级的区域回收方式，保证了G1收集器在有限的时间内可以获取尽可能高的收集效率。
如下图所示：
假设这个时候虚拟机需要分配一个Region需求，这个时候会去它的后台列表里面查询优先级，算法很复杂，在这里我假设Region1是优先级收集最低的，没多少对象。

具体过程我就简单表达：
它就会把Region1里面的还在使用对象复制到Region2中，
Region1直接释放，这个只是我们从表面看起来的效果，具体实际过程我们接下来再说。

我们可以看到Region1 20%——>0%;Region2 50%——>70%.
我们可以看到这个时候Region以及被释放出来。
所以从局部看他是一个“标记-复制”算法。
当然G1的原理远远不止这么简单。

G1运作步骤

初始标记：
仅仅标记一下GC roots能直接关联到的对象，并且修改TAMS的值，让下一阶段的用户程序并发运行时，能在正确的可用的region中创建新对象，这个阶段需要停顿线程，但耗时很短。
并发标记：
从GC root开始堆对象进行可达性分歧，找出存活的对象，这个阶段耗时较长，但可与用户程序并发执行。
最终标记：
修复在并发标记期间的一些导致异常产生的数据。
筛选回收：
会对各个Region的回收价值和成本进行排序，然后根据用户所期望的GC停顿时间来制定回收计划。

CMS or G1垃圾收集器？

CMS和G1大家都了解之后，那我们到底应该选择拿一个呢？
借鉴网上大佬的一句话：
G1和CMS相比，虽然他们都立足于低停顿时间，CMS仍然是我的选择。
但是随着Oracle对G1的持续改进，G1会是最后的胜利者。
如果你现在采用的收集器没有出现问题，那就没有任何理由现在去选择G1;
如果你的应用追求低停顿，那G1现在已经可以作为一个可尝试的选择；
如果你的应用追求吞吐量，那G1并不会为你带来什么特别的好处。

参考来源：《深入理解Java虚拟机》 第二版