1. 垃圾回收器组合关系：
垃圾回收器组合关系
- Serial GC：串行垃圾回收器，作用于新生代，收集器采用复制算法，搭配 Serial Old GC 共同使用，在 HotSpot JVM 中，使用命令：
- -XX:+UseSerialGC：使用 Serial GC 和 Serial Old GC 组合垃圾回收器
- Serial Old GC：串行垃圾回收器，作用于老年代，收集器采用标记-压缩算法，搭配 Serial GC 共同使用，也可以作为 CMS GC 的兜底垃圾回收器。
- ParNew GC：并行垃圾回收器，作用于新生代，收集器采用复制算法，老年代可以搭配 Serial Old GC 或 CMSGC 共同使用。
- -XX:ParallelGCThreads：限制线程数量，默认开启和 CPU 数据相同的线程数
- -XX:+UseParNewGC：新生代使用 ParNew GC，当前 JVM 已经不推荐使用这个命令
- Parallel Scavenge GC：作用于新生代收集器，收集器采用标记-压缩算法，相比于 ParNew GC，Parallel Scavenge GC 目标则是达到一个可控制的吞吐量，它也被称为吞吐量优先的垃圾收集器，自适应调节策略也是 Parallel Scavenge GC 与 ParNew GC 的一个重要区别，Parallel Scavenge GC 可以 Parallel Old GC 用于老年代的收集。
- -XX:UseParallelGC：使用 Parallel Scavenge GC + Parallel Old GC 组合策略，也是 JDK6-JDK8 的默认垃圾回收器
- -XX:UseParallelOldGC：与 -XX:UseParallelGC 互相关联，启动一个另一个也会被开启
- -XX:ParallelGCThreads：设置年轻代 Parallel Scavenge GC 线程数
- -XX:MaxGCPauseMillis：设置垃圾回收器最大停顿时间（即 STW 的时间），单位是毫秒
- -XX:GCTimeRatio：垃圾收集时间占总时间的比例（= 1 / (N + 1)）。用于衡量吞吐量大小。默认 99，也就是垃圾回收时间不超过 1%。，与 -XX:MaxGCPauseMillis 参数有一定矛盾性
- -XX:+UseAdaptiveSizePolicy：设置 Parallel Scavenge GC 具有自适应调节策略。在这种模式下，年轻代的大小、Eden 和 Survivor 的比例、晋升老年代的对象年龄等参数会被自动调整，已达到在堆大小、吞吐量和停顿时间之间的平衡点。
- CMS：并发收集处理器，作用于老年代，收集器采用标记整理算法，在新生代，可以搭配 Serial 或 ParNew 使用，在老年代，如果需要内存碎片整理或使用 CMS 失败，可以使用 Serial Old 兜底。
- -XX:+UseConcMarkSweepGC：指定 CMS 作为老年代垃圾收集器，开启将会自动将 -XX:UseParNewGC 打开
- -XX:CMSInitiatingOccupanyFraction：设置内存使用率阈值，一旦超过该阈值，便开始回收。
- -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection：用于指定在执行完 Full GC 后对内存进行压缩整理，以避免内存碎片的产生
- -XX:CMSFullGCBeforeCompaction：设置在执行多少次 Full GC 后对内存空间进行压缩整理
- -XX:ParallelCMSThreads：设置CMS 线程数，默认 (ParallelGCThreads + 3) / 4
- G1：兼具并发和并行特性的垃圾收集器，可以同时作用于老年代和新生代。
- -XX:+UseG1GC：手动指定使用 G1 收集器
- -XX:G1HeapReagionSize：设置每个Region大小，值是 2 的幂，范围 1MB-32MB之间，目标是根据最小 Java 堆大小分出约2048 个区域，默认堆内存的 1/2000
- -XX:MaxGCPauseMillis：设置期望达到的最大GC 停顿时间（JVM 会尽力实现，但不保证达到）默认 200ms
- -XX:ParalledGCThread：设置 STW 工作线程数，最大为 8
- -XX:ConcGCThreads：设置并发标记线程数，一般设置为 ParalledGCThread 的 1/4 左右
- -XX:InitiatingHeapOccupancyPercent：设置触发GC周期的Java 堆占用率阈值，超过此值，触发 GC。默认 45
- -XX:G1MixedGCCountTarget：G1 混合垃圾回收测目标次数
- -XX:G1HeapWastePercent：G1 Region 中垃圾占用率阈值，低于这个阈值的 Region 不会被回收，默认 10%
2. CMS 处理流程：
- 初始标记：这个阶段，程序中所有的工作线程都将会 STW，这个阶段仅仅只标记出 GC Roots 能够直接关联到的对象。标记完成恢复工作线程，所以这里速度非常快。
- 并发标记：从 GC Roots 的直接关联对象开始遍历整个对象图的过程，这个过程耗时较长，但不需要 STW，垃圾收集器可以和工作线程并发运行。
- 重新标记：为了修复并发标记期间，因用户程序运行而导致标记产生变动的那一部分对象的标记记录，这个阶段的停顿时间通常比初始标记时间长一些，但远比并发标记时间短。
- 并发清除：清理删除标记阶段判断的已经死亡的对象，释放内存空间。这个阶段垃圾收集器也可以和工作线程并发运行。JDK5默认68，JDK6及以上默认92。如果内存增长缓慢，可以设大点，反之则可以设小一点。
3. G1 处理流程：Remembered Set
3.1 G1 使用 Remembered Set 原因：一个 Region 不可能是孤立的，一个 Region 中的对象可能被其他任意 Region 中对象引用，此时回收新生代也不得不同时扫描老年代，这样会降低 Minor GC 效率
3.2 使用 Remembered Set 解决方案：
- 无论 G1 还是其他分带收集器，JVM 都是使用 Remembered Set 来避免全局扫描
- 每个 Region 都有一个对应的 Remembered Set，每次 Reference 类型数据写操作时，都会产生一个 Write Barrier 暂时中断操作，然后检查将要写入的引用指向的对象是否和该 Reference 类型数据在不同的 Region（其他收集器：检查老年代对象是否引用了新生代对象），如果不同，通过 CardTable 把相关引用信息记录到引用指向对象所在 Region 对应的 Remembered Set 中，当进行垃圾收集时，在 GC 根节点的枚举范围加入 Remembered Set；就可以保证不进行全局扫描，也不会有遗漏。
4. G1 处理流程：并发标记过程：
- 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
- 根区域扫描：G1 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
- 并发标记：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存活的比例
- 再次标记：修正并发标记的标记结果。需要 STW，G1 中采用了比 CMS 更快的初始快照算法 （SATB）
- 独占清理：需要 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，为下一阶段做铺垫，这一阶段并不会实际上去做垃圾收集
- 并发清理：识别并清理完全空闲的区域
5. G1 处理流程：混合回收：
- 并发标记后，老年代中百分百垃圾的内存分段被直接回收，部分为垃圾的内存分段被计算出来，默认情况下，这些老年代内存分段会分 8 次（可以通过 -XX:G1MixedGCCountTarget 设置）被回收。
- 混合回收集包括 1/8 的老年代内存分段，Eden 区内存分段，Survivor 区内存分段。混合回收的算法和年轻代回收算法完全一样，只是回收集多了老年代内存分段。
- 由于老年代中的内存分段默认分 8 次回收，G1 会优先回收垃圾多的内存分段。垃圾占内存分段比例越高，越会被优先回收。并且有一个阈值会决定内存分段是否被回收，-XX: G1MixedGCLiveThresholdPercent，默认为 65%，意思是占内存分段要达到 65%才会被回收。如果垃圾占比太低，意味着存回的对象占比高，在复制的时候会花费更多的时间
- 混合回收并不一定要进行 8 次。有一个阈值 -XX:G1HeapWastePercent，默认为 10%，意思是允许整个堆内存中有 10% 的空间被浪费，意味着如果发现可以回收的垃圾占堆内存的比例低于 10%，则不再进行垃圾回收。
6. G1 优化建议：
- 年轻代避免使用 -Xmn 或 -XX:NewRatio 等相关选项显示设置年轻代大小，如果固定年轻代大小会覆盖暂停时间目标
- 暂时时间目标不要太过严苛，G1 的吞吐量目标是 90% 的应用程序时间和 10% 的垃圾回收时间，如果暂停时间太过严苛会直接影响到吞吐量，且每次暂停时间太短会导致垃圾回收区域变少，多次积累之后出现 Full GC 的频率也会变高