Java G1 垃圾收集器详解

G1在堆上分配内存和其他的GC有点不一样

1、 G1堆结构

G1的堆结构就是把一整块内存区域切分成多个固定大小的块。在JVM在启动时来决定每个小块，也就是region的大小。 JVM一般是把一整块堆切分成2000个小region。然后每个小region从1到32Mb不等。

2、 G1内存分配

事实上，这些region最后又被分别标记为Eden,Survivor和old。这里的eden，survivor和old已经是一个标签，也就是说只是一个逻辑表示，不是物理表示。和以往的回收器一样，G1中也有Eden，survivor,old。在这三个之外，还增加了第四种类型，叫Humongous。这个单词翻译过来就是“堆积如山”的意思。这个类型主要是用来存储那些比标准块大50%，甚至更大的那些对象。这些大对象被保存到一整块连续的区域。这个堆积如山区就是堆里没有被使用的区域。需要注意的是，这个堆积如山区目前还没有被优化到最佳，所以你还是尽量不要创建这么大的对象。

3、G1中年轻代转移到老年代

G1不是像老一辈的那些垃圾回收器一样要求每一代的块是连续的，在G1中可以不是连续的。存活的对象被转移到一个/或多个survivor 块上去。 如果存活时间达到阀值,这部分对象就会被晋升到老年代。会计算出 Eden大小和 survivor 大小，用于下次young GC。统计信息会被保存下来，用于辅助计算size。比如暂停时间之类的指标也会纳入考虑

总结起来,G1的年轻代收集归纳如下:

• 堆就是一整块内存空间,被分为多个heap区(regions)。

• 年轻代内存由一组不连续的heap块也就是region组成. 这使得在需要时很容易进行容量调整。

• 年轻代的垃圾收集,或者叫 young GCs, 会发生stop the world。 在回收时所有的应用程序线程都会被暂停。

• 年轻代 GC 通过多线程并行进行。

• 存活的对象被拷贝到新的 survivor 块或者老年代。

，这种做法使得调整各代区域的大小变得很容易，根据需求可以让他们变大一些或变小一些。

4、老年代垃圾回收

就像CMS收集器一样，G1也是一个暂停少的收集器

初始标记：存活对象的初始标记被固定放在年轻代垃圾收集阶段进行的，之所以把他列为第一个阶段，是因为只有进行初始标记了才有后续的阶段， 在日志中被记为 GC pause (young)(inital-mark)。

并发标记阶段：如果发现有空的块, 则会在 Remark 阶段立即移除。当然,”清单(accounting)”信息决定了活跃度的计算。

重新标记阶段：空的区域块被移除并回收。

复制清除阶段：G1选择“活跃度(liveness)”最低的区域块，这些区域可以最快的完成回收。然后这些区域和年轻代GC在同时被垃圾收集 。 日志上是被标识为 [GC pause (mixed)]。所以年轻代和老年代都在同一时间被垃圾收集。

复制/清除之后阶段：所选择的区域被收集和压缩。

老生代的G1垃圾回收有以下几个关键点：

1、并发标记阶段（Concurrent Marking Phase）

• 活跃度信息在程序运行的时候就被并行的计算了出来。

• 活跃度(liveness)信息标记出哪些区域块最适合回收，在转移暂停期间最适合回收掉。

• 没有sweep阶段。但CMS是有这个阶段的。

2、重新标记阶段（Remark Phase）

• 使用了Snapshot-at-the-Beginning (SATB)算法，这个要比CMS的算法快很多。

• 完全空的区域块会被直接回收掉。

3、复制/清除阶段（Copying/Cleanup Phase）

• 年轻代和老年代会被同时回收。

• 老年代的区域块会不会被选择，取决于它的活跃度。