G1 收集器

G1 是jdk7之后的最新的垃圾收集器，目的是取代CMS，达到更小的pause time更高的throughput的目的，能够压缩（CMS不行），更少的停顿（CMS两次），并且可以让用户配置更希望的停顿（pause time goal 不准）
G1的原理是，将整个heap分成大小相等的一个个region（每个region的大小1-32M，原理是region个数在2048左右，可以通过参数-XX: G1HeapRegionSize=n来配置），然后通过扫描各个region，找出garbage最多的那些，进行回收（原理是，该region中的对象与其他region关联的越少就是garbage越多的），即Garbage First
适用于以下应用环境：
1. 超过50%的heap是被live data占用
2. 对象被回收或提升的比例变化明显（？？）
3. 应用不需要太长的GC或者GC暂停（超过0.5-1s）
具体的垃圾收集，G1仍可分为young和mixed（young和old一起），对于G1来说heap中没有严格的young和old的划分（动态变化的，如果不通过参数设置死的话），
Card Table：在回收region时，可能存在对象的引用关系不在本次回收search的这些regions中（比如old到young的引用），那么这些引用的pointer会被存放在每个region的Remember Set（RSet）中，等到压缩复制的时候一起移入新的空region中
G1在young回收触发时机：young full，sweep的对象是（上次Marking Cycle中标记的那些region对象），然后对这些对象该清理的清理，该移入survivor的移入，该提升old的提升。
G1的mixed回收，也就是full GC，触发时机：根据配置的内部机制，比如根据pause time goal（MaxGCPauseMillis(200)/ GCPauseIntervalMillis(0)）决定，或者-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=<N>（默认45）参数决定，在mixed回收触发之前，是整个G1的Marking Cycle，包括以下几步：
1. 初始标记，G1标记roots对象（同时一个普通的STW的young回收触发）
2. roots对象扫描，G1扫描survivor和old之间的引用，标记live object（old），并发（不STW），同时必须在下一次young GC之前完成
3. remark，重新扫描SATB（snapshot-at-the-beginning）完成整个标记，标记遗漏的live object
4. cleanup，STW, 部分并发，压缩拷贝移动，释放新的空regions，其中STW的操作是，标记空白region及下一次回收的old regions的过程
注：SATB，是指在marking cycle开始的时候，G1对于HEAP的快照，整个扫描都会基于这个快照的结果，可能会产生浮动垃圾
G1中的pause：
1. 发生在复制移动时（live object from region1 to region2），young GC和old GC都会发生
2. 在初始标记时发生（这被看做是young GC的一部分）
3. 在cleanup的时候发生

大对象处理
在G1中，对于超过0.5个region size的对象是大对象，对于大对象不会移动，只会清理，并且直接分配到old中

异常：
Overflow和Exhausted 日志信息， 在G1回收，打开GC日志，出现下列信息：
• 924.897: [GC pause (G1 Evacuation Pause) (mixed) (to-space exhausted), 0.1957310 secs]
• 924.897: [GC pause (G1 Evacuation Pause) (mixed) (to-space overflow), 0.1957310 secs]
原因： survivor空间不够，或者old不够不能提升
解决：
1. 提升survivor大小，通过参数:-XX:G1ReservePercent
2. 加快回收频率，通过参数-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent
3. 增加回收的线程，通过参数：-XX:ConcGCThreads

可用配置：
Option and Default Value Option
-XX:G1HeapRegionSize=n 初始设置region大小，1-32M，保证heap中大概2048个region
-XX:MaxGCPauseMillis=200 最大的GC停顿时间200ms
-XX:G1NewSizePercent=5 * heap中YOUNG最小的比列，默认5
-XX:G1MaxNewSizePercent=60 * heap中YOUNG最大的比例，默认60
-XX:ParallelGCThreads=n STW时工作线程数，跟处理器个数一致（8个及以下时），超过8个时，可以设置为5/8处理器数，在SPARC下，可以设置为5/16
-XX:ConcGCThreads=n 并发标记线程数，设置为ParallelGCThreads的1/4
-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=45 触发marking cycle的heap占用大小，默认45%
-XX:G1MixedGCLiveThresholdPercent=65 触发mixed GC的heap占用大小，65%默认
-XX:G1HeapWastePercent=10 设置您愿意浪费的堆百分比。如果可回收百分比小于堆废物百分比，Java HotSpot VM 不会启动混合垃圾回收周期。默认值是 10%。
-XX:G1MixedGCCountTarget=8 mixed GC的上限次数，与G1MixedGCLIveThresholdPercent参数合用，默认8
-XX:G1OldCSetRegionThresholdPercent=10 设置混合垃圾回收期间要回收的最大旧区域数。默认值是 Java 堆的 10%
-XX:G1ReservePercent=10 设置作为空闲空间的预留内存百分比，以降低目标空间溢出的风险。默认值是 10%。增加或减少百分比时，请确保对总的 Java 堆调整相同的量。
注：带* 是实验性参数，必须对其解锁之后才能使用
解锁：显示设置-XX:+UnlockExperimentalVMOptions
java -XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:G1NewSizePercent=10 -XX:G1MaxNewSizePercent=75  G1test.jar

调优G1，建议：
1. 不设置young大小，避免使用 -Xmn 选项或 -XX:NewRatio 等其他相关选项显式设置年轻代大小。固定年轻代的大小会覆盖暂停时间目标。
2. pause time goal，G1是增量垃圾回收器，暂停统一，G1的吞吐量目标是90%的应用时间，10%的GC时间，因此尽量不要设置太过严格的目标（和吞吐量垃圾回收器相比，99%应用，1%GC）
3. 控制mixed GC，通过各种参数
G1 GC 是区域化、并行-并发、增量式垃圾回收器，相比其他 HotSpot 垃圾回收器，可提供更多可预测的暂停。增量的特性使 G1 GC 适用于更大的堆，在最坏的情况下仍能提供不错的响应。G1 GC 的自适应特性使 JVM 命令行只需要软实时暂停时间目标的最大值以及 Java 堆大小的最大值和最小值，即可开始工作