这一回 ，把 G1 回收器的特性聊通透

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一. 前言

本来是一篇面试文 ，归纳些要点就完事，但是 G1 回收器学起来太有意思了，所以单独拉一篇出来聊一聊 G1 回收器的特性。

这个回收器区别之前的回收器确实有独特的思路，这也是 JDK8 版本里面能用到的比较新的回收器了。

G1 回收器官方对其的定位是 ：实现高吞吐量的同时，以高概率实现垃圾收集（GC）暂停时间目标。

👉 文章内容 ： 带你了解 G1 回收器的特性，它与其他回收器到底有多少不同？

二. G1 回收器有哪些优秀的特性区别于其他回收器 ？

先假设大家已经学过之前的一些垃圾回收器 ，也能随口说出 1:2 / 8:1:1 这些常见要点。那么学完就会发现，G1 回收器这些都有 ，但是有的又不是那么明显。

2.1 第一大特性 ： Region 分区

G1 回收器最大的特性在于将空间通过 Region 进行了更细致的划分，而不是单纯的靠比例。 通过这种方式可以让每次回收变得可控，每次处理的对象更加单纯。

虽然 G1 通过 Region 划分，但是其逻辑上还是存在新生代 / 老年代的区别 ， 而常见的 JVM 配置对其同样有效。

而对于 Region ，存在以下约束条件 ：

• G1 回收器最多可以有 2048 个 region 。 每个 Region 的大小相同 ，每个 Region 可以独立回收。
• Region 大小通常在 1M-32M ， 必须是2的倍数
• G1 回收器会优先回收 包含最多垃圾对象的区域 （也有说法说最容易回收的区域），这种规则叫 最大垃圾优先 Region 还有一种大对象 Region ，专门用来存放大对象（这个区别于老年代 Region）
  • 大对象 Region 不属于两个分代，但是会占用分代的空间，回收时也会被回收掉

2.2 第二大特性 ： 独特的回收方式 （垃圾密度 + 停顿时间）

而停顿时间就更简单了， 都知道垃圾回收的时候有个过程叫 Stop The World 。其目的在于完成全局的扫描或者进行全局清除。

G1 会根据停顿时间模型预测每个区域的 停顿时间，然后按照指定的停顿时间 选择性收集区域.

这也是 Region 分区带来的好处之一。 G1 在回收时不会严格的按照年轻代/老年代去回收 ，而是优先收集可以产生大量可回收空间的区域。

在这个过程中 ，会进行适当的对象移动，减少了空间碎片的产生 ，从而避免因为零碎对象带来的碎片整理。

在此期间 ，G1 通过 CSet ，RSet ， CardTable 等特殊的数据结构，来提高回收的效率，避免了全堆的扫描。

2.3 第三大特性 ： 独特的回收流程

在G1 之前出现的垃圾回收器里面，通常回收分为新生代回收（MinorGC）, 老年代回收（MajorGC）, 全量回收（FullGC）.

而 G1 回收的核心流程是混合GC模式（MixedGC）, 这种模式不再基于分代收集，而是基于回收集（Collection Set） 进行收集，会优先选择收益最大的区域进行收集 (Oracle 文档中的说法是收集空闲空间最大的，也有文档的说法是收集能回收的对象最多的)。

当然在G1回收器里面 ， YoungGC 和 FullGC 还是存在的哦!

👉 首先 随着对象的不断积累，到 Eden 区无法扩展的时候，就会触发 youngGC . 和常规的 GC 流程一样，对 Eden 和 Survivor 区进行收集， 达到存活阈值的就会进入老年区，未达到的进入 Survivor2 进行保存。

而 G1 回收器最大的不同在于 YoungGC 之外还有个混合回收过程（MixedGC）。混合回收的基础就是 Region + 停顿时间。

它不像 FullGC 一样对全局对象进行回收，它会基于标记的结果 ，同时全堆的Region发起回收 。除了回收全部的新生代 ，还会基于停顿时间选择性的回收老年代 Region。

也就是说，Old Region 的回收依据是回收的效率和收益。

2.4 其他特性

当然 G1 回收器还有一些其他回收的通用特性 ：

• 支持并发 ： 可以与应用查询交替执行，同时部分阶段可以同时并发执行
• 支持并行 ： 可以多个 GC 线程同时工作 ，释放多核的能力
• 分代收集 ： 尽管 G1 采用了 Region 的结构体系，但是同样有着分代的概念

三. 后续功能全景图

后面大概还有4-5篇来深入的学习一下 G1 回收器 ，大概的内容包括 ：

• G1 回收器的全流程

常规的垃圾回收器都会有多个不同回收阶段，在大分类上分为 Partial GC 和 Full GC 两大阶段。又可以细分为 MinorGC 和 MajorGC。

而 G1 回收器稍有不同 ，它多了一个 Mixed阶段。这一篇主要来学习一下 G1 的几个阶段有什么不同。

• G1 回收器的内部结构

上面说了 Region 的特性，但是在 Region 更底层会有多个数据结构用来实现上述说的那些特性，在这一篇会涉及到 RSets 和 CSets 等逻辑概念。

G1 会通过这些概念来实现混合回收和时间预测。

• G1 回收器的配置和效果

这一篇会实践性的来学习一下如何对 G1 进行配置，以及通过这些配置会带来哪些效果。同时还会涉及其中的实践方案以及问题等

总结

这个回收器挺有意思的，不想快速过了，一小块一小块掰开来学。

所以这一篇只简单聊了特性 ， 不过于深入原理，主要目的在于了解 G1 回收器和其他回收器最大的不同。

欢迎关注这个系列，其他的原理以及写的差不多了，打磨打磨就发出来。