从分代到分区
G1 上来就动了个大手术:不再物理切新生代、老年代两块大田,而是把堆划成 2048 个左右的Region(每个 1~32M,2 的幂)。每个 Region 动态扮演角色——这一会儿是 Eden,下一轮 GC 后变成 Survivor,再过段时间变成 Old。逻辑分代还在,物理边界消失。还有个特殊角色 Humongous:超过 Region 一半的大对象直接进这种 Region,多个连续 Humongous Region 拼起来装超大对象。
可预测的停顿模型
分区化给了 G1 一个前无古人的能力:回收不再是全有或全无。用户设定 -XX:MaxGCPauseMillis=200,G1 就按"本次最多停 200ms 能收多少 Region"来挑活干——优先收垃圾占比最高的 Region,这就是名字 Garbage First 的由来。停顿时间从默认值变成了显式契约,代价是吞吐让路:追求短停顿,单次收得就少,GC 就更频繁。
RSet:跨 Region 引用的账本
分区化带来新难题:只回收几个 Region,别的 Region 可能引用它们,不扫全堆怎么保证不漏活对象?答案是每个 Region 维护一份 RSet(Remembered Set),记录"谁引用了我"——点对点粒度比分代卡表更细,换来的是"回收任意 Region 集合"的自由。代价也不小:RSet 能吃掉堆的 10%~20%,这是 G1 的隐形成本。
回收的三种形态
// Young GC:Eden 满了触发,复制存活对象到 Survivor/Old
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// 并发标记周期:老年代占比达到 IHOP(默认 45%)后启动
// 初始标记(STW) → 并发标记 → 最终标记(STW) → 清理(STW)
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// Mixed GC:标记周期结束后连着几轮"混合回收"——
// 新生代 + 部分垃圾最多的老年代 Region 一起收
// 存活对象复制走,原 Region 整块回收 → 天然无碎片
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// Full GC:以上都来不及时的降级方案,单线程整理整堆
// G1 的 Full GC 是要极力避免的事故信号注意 G1 的回收全是复制/整理式的——存活对象搬到新 Region,旧的整块清空。CMS 的碎片问题在这里从机制上消失了,代价是"搬家"需要停顿窗口,G1 把它拆碎成一次 200ms 以内的小窗口。
参数与选型
日常只需记三个参数:-XX:+UseG1GC(JDK 9+ 已是默认)、MaxGCPauseMillis(别设太狠,20ms 的目标会让 GC 频繁到伤吞吐)、InitiatingHeapOccupancyPercent(默认 45%,标记周期启动阈值)。选型经验:堆 6G 以上、需要可控停顿的场景选 G1;小内存场景 CMS/Parallel 反而更省心。停顿还想再往下压一个数量级?下一篇的主角 ZGC,把"亚毫秒停顿"带进了现实。
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