G1的含义是垃圾优先
Garbage first算法。G1的设计目标是将STW停顿的时间和分布变成可预期和可配置的。也就是说可以配置固定时间间隔内的总停顿时间。但是这个配置并不是一定能实现,所以叫做软实时垃圾收集器。
以往的垃圾收集器,年轻代老年代这些,在内存上都是连续的。G1手机也有年轻代、老年代,不过在内存上不连续。G1把堆内存划分为多个小堆区
small heap region。每个小堆区只能属于一个分代,但是同一个分代的所有小堆区不是连续的,而是零散地分布在整个堆中。这些小堆区分为三种,E、S、O。E是eden,S是survivor,O是old。也就是没有永久代了,并且把年轻代拆分为Eden和Survivor。
每次GC,只找出垃圾最多的小堆区,放入回收集
collection set中,不需要收集整个堆内存。
并发标记
并发标记英文为Concurrent Marking,并发标记的方式是开始时快照Snapshot-At-The-Beginning,在标记阶段,记录下存活状态,因为虽然有些对象在标记后变成了垃圾,但没关系,因为这只是躲过了回收,不会将存活对象误判为垃圾,所以就可以忽略这种场景,下次gc再回收就好了。以下两种情况会触发执行老年代垃圾收集:
- 某个小堆区只包含垃圾;
- 在STW转移暂停期间,某个老年代小堆区同时包含垃圾和存活对象。
JVM参数InitiatingHeapOccupancyPercent用来设置内存占用多少时触发并发标记。并发标记分以下五个阶段:
- 初始标记,标记GC root直接到达的对象。
- Root区扫描,标记从root区域可以直接到达的对象。
- 并发标记,用pre-write屏障实现,遍历对象图。
- 再次标记,这个阶段会STW停顿,进行引用处理和类卸载
- 清理,这个阶段不包含存活对象的小堆区是会被直接回收的。
转移暂停
并发标记之后就是转移暂停Evacuation Pause,这种暂停又分为两种模式:
- 纯年轻代模式Fully Young
- 混合模式Mixed
混合模式比较复杂,这里有个概念叫记忆集remembered sets,用来记录其他小堆区指向本小堆区的引用。在转移暂停之后,小堆区的对象会复制到新的小堆区,原有的小堆区被释放。Java程序对字段的写入,会产生一个写屏障,这个有点像spring的AOP,其实就是一个写方法的后置钩子,记忆集的维护就在写屏障里,如果存在跨小堆区的引用,就在记忆集里记录下来。