⑨⑥. 谈谈你对G1中的Region的理解

①. 使用G1收集器时,它将整个Java堆划分成约2048个大小相同的独立Region块,每个Region块大小根据堆空间的实际大小而定,整体被控制在1MB到32MB之间,且为2的N次幂,即1MB, 2MB, 4MB, 8MB, 1 6MB, 32MB。可以通过-XX:G1Hea pRegionSize设定。所有的Region大小相同,且在JVM生命周期内不会被改变

②. 一个region 有可能属于Eden, Survivor 或者0ld/Tenured 内存区域。但是一个region只可能属于一个角色。图中的E表示该region属于Eden内存区域,s表示属于Survivor内存区域,0表示属于0ld内存区域。图中空白的表示未使用的内存空间

③. 垃圾收集器还增加了一种新的内存区域,叫做Humongous内存区域,如图中的H块。主要用于存储大对象,如果超过1. 5个region,就放到H

(对于堆中的大对象,默认直接会被分配到老年代,但是如果它是一个短期存在的大对象,就会对垃圾收集器造成负面影响。为了解决这个问题,G1划分了一个Humongous区,它用来专门存放大对象。如果一个H区装不下一个大对象,那么G1会寻找连续的H区来存储。为了能找到连续的H区,有时候不得不启动Full GC。G1的大多数行为都把H区作为老年代的一部分来看待)

⑨⑦. 大致说说G1的回收过程

• ①. G1 GC的垃圾回收过程主要包括如下三个环节:

1. 年轻代GC (Young GC)

1. 老年代并发标记过程 (Concurrent Marking)

1. 混合回收(Mixed GC)

1. 顺时针,young gc -> young gc + concurrent mark-> Mixed GC顺序,进行垃圾回收。

②. 应用程序分配内存,当年轻代的Eden区用尽时开始年轻代回收过程；G1的年轻代收集阶段是一个并行(多个垃圾线程)的独占式收集器。在年轻代回收期,G1 GC暂停所有应用程序线程,启动多线程执行年轻代回收。然后从年轻代区间移动存活对象到Survivor区间或者老年区间,也有可能是两个区间都会涉及

③. 当堆内存使用达到一定值(默认45%)时,开始老年代并发标记过程

④. 标记完成马上开始混合回收过程。对于一个混合回收期,G1 GC从老年区间移动存活对象到空闲区间,这些空闲区间也就成为了老年代的一部分。和年轻代不同,老年代的G1回收器和其他GC不同,G1的老年代回收器不需要整个老年代被回收,一次只需要扫描/回收一小部分老年代的Region就可以了。同时,这个老年代Region是和年轻代一起被回收的。

⑤. 举个例子:一个Web服务器,Java进程最大堆内存为4G,每分钟响应1500个请求,每45秒钟会新分配大约2G的内存。G1会每45秒钟进行一次年轻代回收,每31个小时整个堆的使用率会达到45%,会开始老年代并发标记过程,标记完成后开始四到五次的混合回收

⑨⑧. G1的年轻代GC?

回收时机

(1). 当Eden空间耗尽时,G1会启动一次年轻代垃圾回收过程

(2). 年轻代垃圾回收只会回收Eden区和Survivor区

(3). 回收前:

(4). 回收后:

①. 根扫描: 一定要考虑remembered Set,看是否有老年代中的对象引用了新生代对象

(根是指static变量指向的对象,正在执行的方法调用链条上的局部变量等。根引用连同RSet记录的外部引用作为扫描存活对象的入口)

②.更新RSet:处理dirty card queue(见备注)中的card,更新RSet。 此阶段完成后,RSet可以准确的反映老年代对所在的内存分段中对象的引用

(dirty card queue: 对于应用程序的引用赋值语句object.field=object,JVM会在之前和之后执行特殊的操作以在dirty card queue中入队一个保存了对象引用信息的card。在年轻代回收的时候,G1会对Dirty CardQueue中所有的card进行处理,以更新RSet,保证RSet实时准确的反映引用关系。那为什么不在引用赋值语句处直接更新RSet呢？这是为了性能的需要,RSet的处理需要线程同步,开销会很大,使用队列性能会好很多)

③. 处理RSet:识别被老年代对象指向的Eden中的对象,这些被指向的Eden中的对象被认为是存活的对象

④. 复制对象:复制算法

(此阶段,对象树被遍历,Eden区 内存段中存活的对象会被复制到Survivor区中空的内存分段,Survivor区内存段中存活的对象如果年龄未达阈值,年龄会加1,达到阀值会被会被复制到01d区中空的内存分段。如果Survivor空间不够,Eden空间的 部分数据会直接晋升到老年代空间)

⑤. 处理引用:处理Soft,Weak, Phantom, Final, JNI Weak等引用。最终Eden空间的数据为空,GC停止工作,而目标内存中的对象都是连续存储的,没有碎片,所以复制过程可以达到内存整理的效果,减少碎片

⑨⑨. 并发标记过程

①. 初始标记阶段:标记从根节点直接可达的对象。这个阶段是STW的,并且会触发一次年轻代GC

②. 根区域扫描(Root Region Scanning):G1 GC扫描Survivor区直接可达的老年代区域对象,并标记被引用的对象。这一过程必须在young GC之前完成(YoungGC时,会动Survivor区,所以这一过程必须在young GC之前完成)

③. 并发标记(Concurrent Marking): 在整个堆中进行并发标记(和应用程序并发执行),此过程可能被young GC中断。在并发标记阶段,若发现区域对象中的所有对象都是垃圾,那这个区域会被立即回收。同时,并发标记过程中,会计算每个区域的对象活性(区域中存活对象的比例)。

④. 再次标记(Remark):由于应用程序持续进行,需要修正上一次的标记结果。是STW的。

G1中采用了比CMS更快的初始快照算法:snapshot一at一the一beginning (SATB)

(在CMS中有详细讲解)

⑤. 独占清理(cleanup,STW):计算各个区域的存活对象和GC回收比例,并进行排序,识别可以混合回收的区域。为下阶段做铺垫。是STW的。(这个阶段并不会实际上去做垃圾的收集)

⑥. 并发清理阶段:识别并清理完全空闲的区域

①00. 混合回收 Mixed GC

①. Mixed GC并不是FullGC,老年代的堆占有率达到参数(-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent)设定的值则触发,回收所有的Young和部分Old(根据期望的GC停顿时间确定old区垃圾收集的优先顺序)以及大对象区,正常情况G1的垃圾收集是先做MixedGC,主要使用复制算法,需要把各个region中存活的对象拷贝到别的region里去,拷贝过程中如果发现没有足够的空region能够承载拷贝对象就会触发一次Full GC

①0①. G1和CMS相比有哪些优势?

• ①. G1是一个有整理内存过程的垃圾收集器,不会产生很多内存碎片

• ②. G1的Stop The World(STW)更可控,G1在停顿时间上添加了预测机制,用户可以指定期望停顿时间

①0②. 我们怎么去选择垃圾收集器？

①. 单CPU或者小内存,单机程序 -XX:+UseSerialGC

②. 多CPU,需要最大吞吐量,如后台计算型应用

-XX:+UseParallelGC 或者 -XX:+UseParallelOldGC

③. 多CPU,追求低停顿时间,需快速响应如互联网应用

-XX:+UseConcMarkSweepGC 或者 -XX:+ParNewGC