前言

前面一篇文章讲了6种垃圾收集器分别是Serial、ParNew、Parallel Scavenge、Serial Old、Parallel Old、CMS（传送门）
今天我们来说一下G1（Garbage First）收集器，为什么把G1收集器单独拿出来说呢？它是垃圾收集器技术发展历史上的里程碑式的成果，下面我们细细道来

G1收集器

G1收集器开创了收集器面向局部手机的设计思路和基于Region的内存布局形式，G1也是遵循分代收集理论的，但是它的内存布局有以下几点变化

• G1不再使用固定大小以及固定数量的分代区域划分，而是把连续的java堆划分为多个大小相等的独立区域（Region），
• 每个Region区域可根据需要扮演新生代和老年代
• 收集器还能对不同角色的Region进行不同的策略处理
• 如果大小超过Region的一半就认为是大对象

核心思想

G1收集器的核心思想就是，去追踪各个Region的价值（这里的价值就是指回收这块Region区可以回收多大的内存空间），在后台维护一个优先级表，然后按照用户设置的收集停顿时间去按优先级表一次回收，保证了G1收集器在有限的时间内获取尽可能高的收集效率

运作过程

G1的收集过程分为四个步骤:

• 初始标记
  标记GC Roots能直接关联到的对象，并且修改TAMS指正的值，这个阶段需要停顿，但是时间很短
  TAMS指针是什么呢？G1收集器为每个Region设计两个TAMS指针，把一部分的Region区域划分出来，用户并发垃圾收集过程中用户线程分配新对象
• 并发标记
  对堆中的内向进行可达性分析，递归的扫描整个对象图，并找出要回收的对象，这个阶段耗时很长，但是可以和用户线程并发执行
• 最终标记
  在并发标记阶段，难免会有用户线程打破了原来的对象图结构，解决这个问题问题的方案就是原始快照，最终标记就是对原始快照进行标记，这个阶段也是需要短暂的暂停
• 筛选回收
  对各个Region的回收价值和成本进行排序，根据用户所期望的停顿时间，选择性价比最高的Region区域进行回收。先讲Region存活的对象移动到新的Region区域中，然后对旧Region进行回收，这个阶段要进行对象的移动，所以必须要暂停用户线程。

3个核心问题

• 既然G1将java堆分成了多个Region，那Region里存在这跨Region引用对象，G1是怎样解决的呢
  记忆集，每个Region区域会维护自己的记忆集，记忆集会记录下别的Region指向自己的指针，并标记这些指针分别在那些卡页中，G1的记忆集是一个键值的结构，key是别的Region的起始地址，value是一个集合，里面存放着卡表的索引号
• 如果保证在并发标记阶段垃圾收集县线程和用户线程互不干扰
  原始快照，原始快照记录了那些对象的引用要被删除了，等并发标记完成之后，在重新扫描一下这些元素，
• 如何建立可靠的停顿预测模式？
  用户可以通过-XX:MaxGCPauseMillis参数设置垃圾收集器的停顿时间，那如何来保证用户的期望呢，G1会记录每个Region的回收耗时和脏卡数量等，通过一系列的值来分析出平均状态，这里会提到一个衰减平均值，这是什么意思呢，衰减平均值跟准确的代表 最近的 平均状态，所以说G1根据这值来保证用户的停顿时间。

优点

• G1从整体上看使用的是标记-整理算法，从局部上看使用的是标记-复制算法，所以不会产生内存碎片
• 打破了原来的分代思想
• 按Region的收益动态的确定回收集

缺点

• 每个Region无论是新生代还是老年代，都是维护一个自己的卡表，这导致G1的记忆集占很大的堆空间

总结

G1收集器真的是很经典的收集器，也是JDK9默认的收集器，他的运行机制要比之前说到的复杂的多，看到这里你学废了吗？