5.G1垃圾回收器的工作原理(上)

1.ParNew和CMS组合的问题

ParNew和CMS最大的问题就是会Stop The World，而且时间我们还没法控制。

2.G1的优势及设计理念

可以控制GC 的预期停顿时间，比如可以设置1小时内G1的垃圾回收只停顿200ms。尽量减少GC停顿对系统的影响。每次回收尽量多回收且选择停顿时间少的内存。

3.G1的介绍

G1就可以对新生代和老年代进行回收，全权负责。它的内部把内存分为很多的Rigion，每个Rigion会有对应的回收价值，比如这些10Region对应20M内存，它的回收时间是100ms,G1会记录这些信息。当回收的时候就可以进行有选择性的回收。大概如下图:

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4.G1的Rigion是怎么分配的

Region有可能属于新生代，也有可能属于老年代，是可以动态变化的，由G1控制，所以在G1就没有了给年轻代分配多少空间，老年代分配多少空间这一说法了。那么G1的Rigion会有多少，每个Region为多大？它是由(堆的内存/2048)=单个Region内存大小，因为JVM最大可以放2048个。Rigion的内存大小要为2的倍数。比如我们给堆内存分配4G,那么每个Region的大小就是2M。如下图:

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5.Region在新生代、老年代、大对象的分配

• 新生代内存分配
  G1初始化的时候新生代占用5%的Region，大概100个Rigion,可以通过-XX:G1NewSizePercent参数设置初始化新生代比例。随着程序运行，新生代所占的Rigion会越来越多，新生代最大占比可以达到60%，大概占1200个Region，可以通过-XX:G1MaxNewSizePercent指定。G1会跟据运行情况动态增加Region。

• 老年代内存分配
  新生代最大占了60%，那么剩下40%就是老年代最大的占比了，大概800个Region，同时Rigion的分配都是动态。

• 大对象内存分配
  在G1里大对象怎么定义？一个对象大小大于一个Region内存的50%就称为大对象，一个大对象可能横跨多个Region。由于Region的分配是动态的，G1有专门的Region来存放大对象。三者的内存分配如下图：
  

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• 参数说明
  -XX:+UseG1GC 使用G1垃圾回收器
  -XX:G1HeapRigionSize 指定每个Rigion大小
  -XX:G1NewSizePercent 指定G1初始化新生代的大小，默认5%
  -XX:G1MaxNewSizePercent 指定G1新生代的最大占比
  -XX:MaxGCPauseMills 执行GC时的最大停顿时间，默认为200ms

7.年轻代还有Eden,Survivor吗？

G1还保留新生代的Eden区和Survivor区的，和之前一样通过-XX:SurvivorRatio=8来设置Eden和Survivor的比例。在上面通过设置，新生代占1200个Region,那么按照8:1:1，Eden区占大概1000个，Survivor两个区各占大概100个。如下图：

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8.G1年轻代垃圾回收

年轻代垃圾回收机制其实跟之前的一样，随着系统的运行，不断的往年轻代分配对象，当年轻代内存达到最大例60%时，就会触发年轻代垃圾回收，此时会Stop The World，使用复制算法把存活对象存到S区。注意年轻代回收不一定说一定要达到最大比例才会触发，比如我们设定了回收停顿时间为100ms,那么此时大概有200个Region,占500M内存，刚好回收时间是100ms,那么G1就回进行回收。所以内部全程由G1控制，没有办法确切的说什么触发，需要通过工具去观察。

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9.对象什么时候进入老年代？

G1进入老年代的时机跟之前的一样：
1.年龄达到-XX:MaxTenuringThreshold设定的值，下次回收就直接老年代。
2.动态年龄判断，在年轻代GC，一批对象的内存大小大于S某个区内存50%，那么大于该年龄的对象全部进入老年代。比如年龄1+年龄2+年龄3+年龄4大于S区内存50%,那么年龄>=4的对象进入老年代。
3.年轻代GC后，S区放不下也会进入老年代。