g1回收器 java - 锐客网

【g1回收器】-XX:+UseG1GC
-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=N这个参数，默认情况下该参数是45
-XX:G1MixedGCCountTarget=N参数可以控制每个混合式周期中回收的Old分区数量，该参数的默认值是8；
-XX:G1HeapRegionSize=N；只要对象大小>=1/2 region，那么这个对象就会被JVM标记为Humongous object。每一个巨型对象是一组连续的region，分配在老年代。如：如果region为1m，对象大小为600KB，那么剩余的空间（1024kb - 600kb）将成为碎片，不在参与分配。需要避免Humongou Obj的产生，应该避免大对象的加载。、-XX:MaxGCPauseMillis=200 – 设置一个目标最大暂停时间. 这是一个理想化的目标，JVM会尽可能的完成它
-XX:G1ReservePercent=n,默认是10 G1会预留一部分内存,制造一个假天花板,防止to-sapce exhausted。
yang gc：当年轻代空间不够
mixed gc：老年代大小占整个堆大小百分比达到该阈值时，会触发一次mixed gc.
full gc：
to-sapce exhausted：老区不够了，这个时候会把young区所有对象不管死活都转成old区对象，然后紧接着一次full gc。G1收集器完成了标记阶段，开始启动混合式垃圾收集，准备要清理老年代分区，但是老年代分区在垃圾收集器释放出足够的空间之前就已经被耗尽了。这种失败通常意味着混合式垃圾收集需要更迅速得完成垃圾收集，每次新生代垃圾收集需要处理更多的老年代分区。
Evacuation Failure：是指当G1无法在堆空间中申请新的分区时，G1便会触发担保机制，执行一次STW式的、单线程的Full GC。Full GC会对整堆做标记清除和压缩，最后将只包含纯粹的存活对象。参数-XX:G1ReservePercent(默认10%)可以保留空间，来应对晋升模式下的异常情况
Metadata GC Threshold：元空间不够，也会触发full gc。
Humongous Allocation：分配巨型对象时在老年代无法找到足够的连续分区。
Remembered Set：虚拟机发现程序在对Reference类型的数据进行写操作时，会产生一个Write Barrier暂时中断写操作，检查Reference引用的对象是否处于不同的Region之中。如果是，便通过Card Table把相关引用信息记录到被引用对象所属的Region的Remembered Set之中。RSet里面记录了引用--就是其他Region中指向本Region中所有对象的所有引用，也就是谁引用了我的对象。
G1 GC每次都会对年轻代进行整体收集（全部扫描）。因此young->old和young->young也不需要在RSet中记录。而对于old->young和old->old的跨代对象引用，需要拥有RSet。
对于G1进行YGC时的跨代引用，以及进行Mixed GC时的old 间跨region引用，只要到本Region RSet所记录的region中扫描引用了脏card区域的对象，再如法溯源，判断其是否存活存活，进而确定本分区内的对象存活情况。而不需要扫描整个堆了
PLAB（ promotion local allocation buffer）。每一个线程在survival space和old space中都一个PLAB。在提升的时候，可以避免多线程的竞争，从而提升效率。
CSet(收集集合)代表每次GC暂停时回收的一系列目标分区。在任意一次收集暂停中，CSet所有分区都会被释放，内部存活的对象都会被转移到分配的空闲分区中。因此无论是年轻代收集，还是混合收集，工作的机制都是一致的。年轻代收集CSet只容纳年轻代分区，而混合收集会通过启发式算法，在老年代候选回收分区中，筛选出回收收益最高的分区添加到CSet中。
候选老年代分区的CSet准入条件，可以通过活跃度阈值-XX:G1MixedGCLiveThresholdPercent(默认85%)进行设置，从而拦截那些回收开销巨大的对象；同时，每次混合收集可以包含候选老年代分区，可根据CSet对堆的总大小占比-XX:G1OldCSetRegionThresholdPercent(默认10%)设置数量上限。G1的收集都是根据CSet进行操作的，年轻代收集与混合收集没有明显的不同，最大的区别在于两种收集的触发条件。
年轻代垃圾回收只会回收Eden区和Survivor区。
YGC时,首先G1停止应用程序的执行(Stop-The-World),G1创建回收集(Collection Set),回收集是指需要被回收的内存分段的集合,年轻代回收过程的回收集包含年轻代Eden区和Survivor区所有的内存分段。
然后开始如下回收过程:
第一阶段,扫描根。
根是指static变量指向的对象,正在执行的方法调用链条上的局部变量等。跟引用连同RSet记录的外部引用作为扫描存活对象的入口。
第二阶段,更新RSet。
处理dirty card queue(见备注)中的card,更新RSet。此阶段完成后,RSet可以准确的反映老年代对所在的内存分段中对象的引用。
备注:
对于应用程序的引用赋值语句object.field=object,JVM会在之前和之后执行特殊的操作以在dirty card queue中入队一个保存了对象引用信息的card。在年轻代回收的时候,G1会对Dirty Card Queue中所有的card进行处理,以更新RSet,保证RSet实时准确的反映引用关系。
那为什么不在引用赋值语句处直接更新RSet呢?这是为了性能的需要,RSet的处理需要线程同步,开销会很大,使用队列性能会好很多
第三阶段,处理RSet。
识别被老年代对象指向的Eden中的对象,这些被指向的Eden中的对象被认为是存活的对象。
第四阶段,复制对象。
此阶段,对象树被遍历,Eden区内存段中存活的对象会被复制到Survivor区中空的内存分段,Survivor区内存段中存活的对象如果年龄未达阈值,年龄会加1,达到阈值会被复制到Old区中空的内存分段。如果Survivor空间不够,Eden空间的部分数据会直接晋升到老年代空间。
第五阶段,处理引用。
处理Soft,Weak,Phantom,Final,JNI Weak 等引用。最终Eden空间的数据为空,GC停止工作,而目标内存中的对象都是连续存储的,没有碎片,所以复制过程可以达到内存整理的效果,减少碎片。
G1回收过程二: 并发标记过程

初始标记阶段: 标记从根节点直接可达的对象。这个阶段是STW的,并且会触发一次年轻代GC。
根区域扫描(Root Region Scanning): G1 GC扫描survivor区直接可达的老年代区域对象,并标记被引用的对象。这一过程必须在young GC之前完成。
并发标记(Concurrent Marking): 在整个堆中进行并发标记(和应用程序并发执行),此过程可能被young GC中断。在并发标记阶段,若发现区域对象中的所有对象都是垃圾,那这个区域会被立即回收。同时,并发标记过程中,会计算每个区域的对象活性(区域中存活对象的比例)。
再次标记(Remark): 由于应用程序持续进行,需要修正上一次的标记结果。是STW的。G1中采用了比CMS更快的初始快照法: snapshot-at-the-beginning(SATB)。
独占清理(cleanup,STW): 计算各个区域的存活对象和GC回收比例,并进行排序,识别可以混合回收的区域。为下阶段做铺垫。是STW的。
并发清理阶段: 识别并清理完全空闲的区域。

G1回收过程三: 混合回收
当越来越多的对象晋升到老年代old region时,为了避免堆内存被耗尽,虚拟机会触发一个混合的垃圾收集器,即Mixed GC,该算法并不是一个Old GC,除了回收整个Young Region,还会回收一部分的Old Region。这里需要注意: 是一部分老年代,而不是全部老年代。可以选择哪些Old Region进行收集,从而可以对垃圾回收的耗时时间进行控制。也要注意的是Mixed GC并不是Full GC。
并发标记结束以后,老年代中百分百为垃圾的内存分段被回收了,部分为垃圾的内存分段被计算了出来。默认情况下,这些老年代的内存分段会分8次(可以通过-XX:G1MixedGCCountTarget设置)被回收。
混合回收的回收集(Collection Set)包括八分之一的老年代内存分段,Eden区内存分段,Survivor区内存分段。混合回收的算法和年轻代回收的算法完全一样,只是回收集多了老年代的内存分段。具体过程请参考上面的年轻代回收过程。
由于老年代中的内存分段默认分8次回收,G1会优先回收垃圾多的内存分段。垃圾占内存分段比例越高,越会被先回收。并且有一个阈值会决定内存分段是否被回收。-XX:G1MixedGCLiveThresholdPercent,默认为65%,意思是垃圾占内存分段比例要达到65%才会被回收。如果垃圾占比太低,意味着存活的对象占比高,在复制的时候会花费更多的时间。
混合回收并不一定要进行8次。有一个阈值-XX:G1HeapWastePercent,默认值为10%,意思是允许整个堆内存中有10%的空间被浪费,意味着如果发现可以回收的垃圾占堆内存的比例低于10%,则不再进行混合回收。因为GC会花费很多的时间但是回收到的内存却很少。
g1 STAB防止漏标
?可以简单理解为,当一个灰色对象取消了对白色对象的引用,那么这个白色对象被变灰
这样做的缺点就是,这个白色对象有可能并没有黑色对象去引用它,但是它还是被变灰了,就会导致它和它的引用,本来应该被垃圾回收掉,但是此次GC存活了下来,就是所谓的浮动垃圾.其实这样是比较可以忍受的,只是让它多存活了一次GC而已,浪费一点点空间,但是会比增量更新更省时间.
SATB也是有副作用的。如果被修改引用的白对象就是要被收集的垃圾，这次的标记会让它躲过GC，这就是float garbage。因为SATB的做法精度比较低，所以造成的float garbage也会比较多。
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