[垃圾收集器]G1收集器

https://blog.csdn.net/coderlius/article/details/79272773#comments

知识点：

• 1 常见的几种垃圾收集器的组合

  • 串行收集器
    在Client模式下默认的收集器

    
    image.png

  串行收集器组合： Serial + Serial Old
  运行机制：串行收集器采用单线程stop-the-world的方式进行收集。当内存不足时，串行GC设置停顿标识，待所有线程都进入安全点(Safepoint)时，应用线程暂停，串行GC开始工作，采用单线程方式回收空间并整理内存

  特点：1 单线程stop-the-world的方式进行收集 . 2 久经考验，稳定
  优点：采用单线程方式回收空间并整理内存。单线程也意味着复杂度更低、占用内存更 少
  缺点：但同时也意味着不能有效利用多核优势
  使用场景：串行收集器特别适合堆内存不高、单核甚至双核CPU的场合。

  • 并行收集器
    server模式下的默认收集器配置

    
    image.png

  并行收集器组合: Parallel Scavenge + Parallel Old
  运行机制：都是stop-the-world方式，只是暂停时并行地进行垃圾收集。年轻代采用复制算法，老年代采用标记-整理，在回收的同时还会对内存进行压缩。
  特点：并行收集器是以关注吞吐量为目标的垃圾收集器
  场景：并行收集器适合对吞吐量要求远远高于延迟要求的场景，并且在满足最差延时的情况下，并行收集器将提供最佳的吞吐量。

  • 并发标记清除收集器
    并发标记清除(CMS)是以关注延迟为目标、十分优秀的垃圾回收算法，开启后，年轻代使用STW式的并行收集，老年代回收采用CMS进行垃圾回收，对延迟的关注也主要体现在老年代CMS上。

    
    image.png

  并发标记清除收集器组合 ParNew + CMS + Serial Old(担保，FullGC时使用)
  收集机制：年轻代ParNew与并行收集器类似，使用STW式的并行收集。

  老年代CMS每个收集周期都要经历：初始标记、并发标记、重新标记、并发清除。其中，初始标记以STW的方式标记所有的根对象；并发标记则同应用线程一起并行，标记出根对象的可达路径；在进行垃圾回收前，CMS再以一个STW进行重新标记，标记那些由mutator线程(指引起数据变化的线程，即应用线程)修改而可能错过的可达对象；最后得到的不可达对象将在并发清除阶段进行回收。

  场景：CMS非常适合堆内存大、对延迟敏感、CPU核数多的服务器端应用

  缺点：可能会造成较大的停顿

  原因1 :由于并发进行，CMS在收集与应用线程会同时会增加对堆内存的占用，也就是说，CMS必须要在老年代堆内存用尽之前完成垃圾回收，否则CMS回收失败时，将触发担保机制，串行老年代收集器将会以STW的方式进行一次GC，从而造成较大停顿时间；

  原因2：标记清除算法无法整理空间碎片，老年代空间会随着应用时长被逐步耗尽，最后将不得不通过担保机制对堆内存进行压缩。CMS也提供了参数-XX:CMSFullGCsBeForeCompaction(默认0，即每次都进行内存整理)来指定多少次CMS收集之后，进行一次压缩的Full GC。

  • Garbage First (G1)
    G1垃圾收集器也是以关注延迟为目标、服务器端应用的垃圾收集器,虽然G1也有类似CMS的收集动作：初始标记、并发标记、重新标记、清除、转移回收，并且也以一个串行收集器做担保机制,但是也有很大的不同

    区别

  回收时机不同：G1不会再等内存耗尽(串行、并行)或者快耗尽(CMS)的时候开始垃圾收集，而是首先收集尽可能多的垃圾(Garbage First)，G1跟踪了各个region的垃圾堆积，优先找出具有高收集收益的分区进行收集。Region划分内存以及优先级的区域回收方式，让G1能够预测时间模型，即可以让用户设置停顿时间再M毫秒之内。
  好处：提高了垃圾收集的效率，可预测停顿时间模型

  内存分区(Region)不同：将内存划分为一个个相等大小的内存分区，每个分区都有机会成为年轻代或者是老年代。回收时则以分区为单位进行回收，存活的对象复制到另一个空闲分区中。由于都是以相等大小的分区为单位进行操作，因此G1天然就是一种压缩方案(局部压缩)；
  好处：减少了FullGC次数

  分代的概念不同：虽然G1可以不需要其他收集器配合就能独立管理整个GC堆，但是还是保留了分代的概念。G1虽然也是分代收集器，但整个内存分区不存在物理上的年轻代与老年代的区别，也不需要完全独立的survivor(to space)堆做复制准备。G1只有逻辑上的分代概念，或者说每个分区都可能随G1的运行在不同代之间前后切换；

  
  image.png

分代的界限模糊：G1的收集都是STW的，但年轻代和老年代的收集界限比较模糊，采用了混合(mixed)收集的方式。即每次收集既可能只收集年轻代分区(年轻代收集)，也可能在收集年轻代的同时，包含部分老年代分区(混合收集)，
好处：这样即使堆内存很大时，也可以限制收集范围，从而降低停顿。

场景：可以替换CMS收集器，适用于CMS的场景