G1垃圾收集器【常考】

常考

以前垃圾收集器的特点：

young区和old区是各自独立且连续的内存块 
年轻代收集使用单eden区+survivor0区+survivor1区进行复制算法 
老年代收集必须扫描整个老年代区域 
都是以尽可能少而快速的执行GC为设计原则

描述：

G1收集器是一种服务器端的垃圾收集器，应用在多处理器和大容量内存环境中，在实现高吞吐量的同时，尽可能的满足垃圾收集暂停时间的要求，它具有以下特性：

1. 像CMS收集器一样，能与应用程序并发的执行
2. 整理空闲空间更快
3. 需要更多的时间来预测GC停顿时间
4. 不希望牺牲大量的吞吐性能
5. 不需要更大的java heap

和CMS比较：

G1不会产生很多内存碎片【标整算法】； 
G1的stop the world更可控，他在停顿时间上添加了预测机制，用户可以指定期望停顿的时间 
主要改变是Eden区，survivor区，tenured区等内存区域不再是连续的了，而是变成了一个个大小一样的region，每个region从1M到32M不等，一个region有可能属于Eden、survivor、tenured内存区域

特点：

1. G1整体上采用标记-整理算法，局部是通过复制算法，不会产生内存碎片
2. 宏观上看G1之中不再区分年轻代和老年代，把内存划分成多个独立的子区域，可以近似理解为一个为期的棋盘
3. 但其本身依然在小范围内要进行年轻代和老年代的划分。保留了新生代和老年代，但他们不再是物理隔离的，而是一部分Region的集合，且不需要Region是连续的，也就是说依然会采用不同的GC方式来处理不同的区域
4. 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堆做复制准备。G1只有逻辑上的分代概念，每个分区都可能随G1的运行在不同代之间前后切换

底层原理：

Region区域化垃圾收集器：

最大的好处是避免全内存扫描，只需要按照区域来进行扫描即可 
核心思想是将整个堆内存划分成大小相同的子区域Region，在启动时可以设置参数 -XX:+G1HeapRegionSize=n 指定分区大小（1MB～32MB，必须是2n），默认将整堆划分为2048个分区

这些Region一部分包含新生代，新生代的垃圾收集依然采用暂停所有应用线程的方式，将存活对象拷贝到老年代或survivor空间 
这些Region一部分包含老年代，G1收集器通过将对象从一个区域复制到另外一个区域，完成了清理工作。这意味着，在正常处理过程中，G1完成了堆的压缩（部分堆的压缩），就没有了CMS的碎片问题

在G1中，还有一种特殊的区域，叫Humongous区。如果一个对象占用的空间超过了分区荣来那个的50%以上，G1收集器就认为这是一个巨型对象，这些巨型对象默认直接会被分配在老年代，但是如果她是一个短期存在的巨型对象，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，它用来专门存放巨型对象，如果一个Humongous区装不下一个巨型对象，那么G1会寻找连续的Humongous区来存储。为了能找到连续的Humongous区，有时候不得不启动Full GC

回收步骤：

youngGC：eden区耗尽时被触发。 
Eden区的数据移动到survivor区，假如survivor区空间不够，Eden区数据会部分晋升到old区 
survivor区的数据移动到新的survivor区，部分数据晋升到old区 
最后Eden区收拾干净了，GC结束

4步：

1. 初始标记：只标记GC Roots能直接关联到的对象（和CMS一样需要暂停所有的工作线程）
2. 并发标记：进行GC Roots跟踪的过程（和CMS一样不需要暂停工作线程）
3. 最终标记：修正并发标记期间，因程序运行导致标记发生变化的那一部分对象
4. 筛选回收：根据时间来进行价值最大化回收