【JVM】G1垃圾收集器深入分析

一、和CMS对比

	G1	CMS
设计原则	首先收集尽可能多的垃圾(Garbage First)	尽可能少而块地执行GC，以停顿时间为目标
垃圾回收时机	启发式算法，在老年代找出具有高收集收益的分区进行收集	内存耗尽（新生代）或者快耗尽(老年代)
内存划分	将内存划分为一个个相等大小的内存分区(Region)，每个区域都可能有四种状态：E(eden）、S（Survial）、O（old）、空闲	分为新生代和老年代2块连续的内存空间
是否产生垃圾碎片	将一组或多组区域（称为回收集 (CSet)）中的存活对象以增量、并行的方式复制到不同的新区域来实现压缩，从而减少堆碎片	采用标记删除，会产生碎片

二、技术细节

1、G1有一个及其重要的特性：软实时（soft real-time）。所谓的实时垃圾回收，是指在要求的时间内完成垃圾回收。“软实时”则是指，用户可以指定垃圾回收时间的限时，G1会努力在这个时限内完成垃圾回收，但是G1并不担保每次都能在这个时限内完成垃圾回收。通过设定一个合理的目标，可以让达到90%以上的垃圾回收时间都在这个时限内。

2、动态调节年轻代和总堆的比例。 

G1可以根据用户设置的暂停时间目标自动调整年轻代和总堆大小，暂停目标越短年轻代空间越小、总空间就越大；

整个年轻代内存会在初始空间-XX:G1NewSizePercent(默认整堆5%)与最大空间-XX:G1MaxNewSizePercent(默认60%)之间动态变化，
且由参数目标暂停时间-XX:MaxGCPauseMillis(默认200ms)、需要扩缩容的大小以及分区的已记忆集合(RSet)计算得到。
当然，G1依然可以设置固定的年轻代大小(参数-XX:NewRatio、-Xmn)，但同时暂停目标将失去意义。

三、垃圾回收过程

YoungGC：

YoungGC并不是说现有的Eden区放满了就会马上触发，G1会计算下现在Eden区回收大概要多久时间，如果回收时间远远小于参数 -XX:MaxGCPauseMills 设定的值，那么增加年轻代的region，继续给新对象存放，不会马上做YoungGC，直到下一次Eden区放满，G1计算回收时间接近参数 -XX:MaxGCPauseMills 设定的值，那么就会触发YoungGC

MixedGC：

不是FullGC，老年代的堆占有率达到参数(-XX:InitiatingHeapOccupancyPercen)设定的值则触发，回收所有的Young和部分Old(根据期望的GC停顿时间确定old区垃圾收集的优先顺序)以及大对象区，正常情况G1的垃圾收集是先做MixedGC，主要使用复制算法，需要把各个region中 存活的对象拷贝到别的region里去，拷贝过程中如果发现没有足够的空region能够承载拷贝对象 就会触发一次Full GC

Full GC：

停止系统程序，然后采用单线程进行标记、清理和压缩整理，好空闲出来一批Region来供下一次MixedGC使用，这个过程是非常耗时的。