一文讲解JVM中的G1垃圾收集器

接上一篇博文,这篇博文讲下JVM中的G1垃圾收集器

G1在JDK1.7时引入,在JDK9时取代了CMS成为默认的垃圾收集器;

G1把Java堆划分为多个大小相等的独立区域Region,每个区域都可以扮演新生代(Eden和Survivor)或老年代的角色;同时,G1还有一个专门为大对象设计的Region,叫Humongous区。

  • 补充:大对象的判定的规则是,如果一个大对象超过了一个Region大小的50%,比如每个Region是2M,只要一个对象超过了1M,就会被放入Humongous中;

这种区域化管理使得G1可以更灵活地进行垃圾收集,只回收部分区域而不是整个新生代或老年代;

那么,讲下G1收集器的大致运行过程吧;

大致可分为:

  1. 并发标记,G1通过并发标记的方式找出堆中的垃圾对象。并发标记阶段与应用线程同时执行,不会导致应用线程暂停;

  2. 混合收集,在并发标记完成后,G1会计算出哪些区域的回收价值最高(也就是包含最多垃圾的区域),然后优先回收这些区域。这种回收方式包括了部分新生代区域和老年代区域。

    选择回收成本低而收益高的区域进行回收,可以提高回收效率和减少停顿时间;

  3. 可预测的停顿,G1在垃圾回收期间仍然需要STW,不过,G1在停顿时间上添加了预测机制,用户可以JVM启动时指定期望停顿时间,G1会尽可能地在这个时间内完成垃圾回收;

接下来,探讨对比下,为什么有了CMS,还要引入G1呢?

给出一张对比的表来回答这个问题吧!

特性 CMS G1
设计目标 低停顿时间 可以预测的停顿时间
并发性
内存碎片 是,容易产生碎片 否,通过区域划分和压缩减少碎片
收集代数 年轻代和老年代 整个堆,但区分年轻代和老年代
并发阶段 并发标记、并发清理 并发标记、并发清理、并发回收
停顿时间预测 较难预测 可配置停顿时间目标
容易出现的问题 内存碎片,Concurrent Mode Failure 较少出现长时间停顿

由此对比,我们可以知道:

  • CMS适用于对延迟敏感的应用场景,主要目标是减少停顿时间,但容易产生内存碎片。
  • G1则提供了更好的停顿时间预测和内存压缩能力,适用于大内存和多核处理器环境。
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