GC：垃圾回收算法

简述 G1、ZGC

• G1 之前都是将内存看做两块整体（Young 和 Old 区）。
• G1 是将内存分成一小块一小块的 分而治之，一部分在运行线程时，另一部分在进行回收。
• ZGC 是 G1 分块有大有小。

CMS 有两个缺点，一是产生碎片，二是产生浮动垃圾。它的最大问题是在触发 FullGC 时是单线程的，所以太慢了。

G1

G1 又叫 Garbage First，意思是当决定要进行垃圾回收时，它先进行 垃圾最多 的 Region 的回收。

G1 进行的是分而治之来处理的。

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G1 和 CMS 都用的是并发收集，他们的算法也一样都是 三色标记算法。
ZGC 和 Shenandoah 用的算法是 颜色指针。

并发标记算法G1

概念

• CSet，Collection Set，指一组可被回收的分区的集合。
• RSet，Remember Set，在每一个 Region 中都有一个 Hash Set 记录了其他 Region 对象对本 Region 的引用。
• Card Table，在 YGC 时需要扫描整个 OLD 区的话效率会很低，所以有了 Card Table 的概念，它将 Old 区分为不同的 Card 组成一个 Table。如果有一个 OLD 区的 Card Table 中有对象指向 Y 区，就将它设为 Dirty，用 Bitmap 来实现，这样下次只需要扫描 Dirty Card 就可以找到它。

三色标记法

黑 -> 灰 -> 白（由黑色向白色延伸）

• 黑色表示自身和成员变量均被标记完成。
• 灰色表示自身被标记完了，但我所引用的对象还未标记。
• 白色是指自己还没有被标记。

漏标

只有在下面两个条件同时满足都会发生漏标：

• Remark 过程中黑色对象的引用指向了白色对象
• 与此同时，灰色对象对白色对象的指向丢失了

image.png

所以，解决漏标只需要打破其中一个条件即可。所以解决方法有两种，
一种是跟踪 A->D 的增加；
另一种是跟踪 B->D 的消失。
其分别为：

• Incremental Update，增量更新，关注引用的增加，当 A->D 发生时，把黑色重新标记为灰色。（CMS 用了它）
• SATB，Snapshot At The Beginning，在开始时进行一个快照，当 B->D 消失的时候，把这个 引用 推到 GC 的堆栈，保证 D 还能被扫描到。（G1使用这种）

SATB 这种形式，会在 GC 中创建一个栈，这个栈只存灰色对象指向白色对象的 引用，注意是 引用（->）。

G1 为什么要用SATB

因为前者会重新扫描 A。而后者只需要在栈中重新扫描就可以找到 D（都是重新标记阶段）。因为 RememberSet 的存在，在 RSet 中没有人用到 D 就可以认为 D 为垃圾。即它不需要再去扫描整个堆，所以效率更快。

RSet 会记录别人的引用指向我这里面的所有引用。
写屏障，它的意思就是由于 RSet 的存在，每次给对象赋引用的时候，做一些额外的操作，这就是写屏障（概念很无聊）。

G1 有 FGC 吗

有 FGC，当内存不够用时，就会进行 FGC。

G1 触发 FGC 了该怎么办

应该尽量避免触发 FGC。

• 扩内存
• 增加 CPU
• 调低 MixGC 的阈值。（MixGC 就是一套完整的 CMS）

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图示三色标记法： https://making.pusher.com/golangs-real-time-gc-in-theory-and-practice/