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:


image.png
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:


image.png
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:

    image.png

  • 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:


image.png
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。

image.png

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。

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