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2. 什么是程序計數器-CSDN博客

3. java 堆和 JVM 內存結構-CSDN博客

4. 虛擬機棧-CSDN博客

5. JVM 的方法區-CSDN博客

6. JVM直接內存-CSDN博客

7. JVM類加載器與雙親委派模型-CSDN博客

8. JVM類裝載的執行過程-CSDN博客

9. JVM垃圾回收-CSDN博客

10. 垃圾回收的算法-CSDN博客

11. JVM中的分代回收-CSDN博客

12. JVM的垃圾回收器-CSDN博客

13. G1垃圾回收器-CSDN博客

14. 垃圾回收的引用區別-CSDN博客

15. JVM調優的參數設置-CSDN博客

16. JVM調優工具-CSDN博客

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1. G1垃圾回收器

G1(Garbage-First)垃圾回收器是Java HotSpot虛擬機中一種面向服務端應用的垃圾回收器，于JDK 7中首次推出，并在JDK 9及以后成為默認的垃圾回收器。

內存布局

1. 區域劃分：

   • 堆被劃分為多個大小相等的Region(默認約2048個)

   • 每個Region可以是Eden、Survivor或Old區

   • 還有一種特殊的Humongous區用于存儲大對象(大小超過Region 50%的對象)

2. 分代管理：

   • 仍然保留分代概念，但物理上不再連續

   • 年輕代：一組Region(Eden+Survivor)

   • 老年代：另一組Region

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2. G1的三個核心階段

2.1 年輕代回收(Young GC) —— 一階段

特點：

• STW（Stop-The-World）：完全暫停應用線程

• 觸發條件：Eden區填滿時自動觸發

• 目標：快速回收年輕代（Eden + Survivor區）

工作流程：

1. 根掃描：標記GC Roots直接引用的對象。

2. 存活對象標記：通過可達性分析標記年輕代存活對象。

3. 復制/晉升：

   • 存活對象被復制到Survivor區（復制算法）

   • 達到晉升閾值（-XX:MaxTenuringThreshold）的對象晉升到老年代。

4. 區域清空：回收后的Eden區和部分Survivor區被標記為空閑。

關鍵點：

• 僅處理年輕代Region，耗時短（通常幾毫秒到幾十毫秒）。

• 通過-XX:G1NewSizePercent和-XX:G1MaxNewSizePercent動態調整年輕代大小。

圖示過程：

• 初始時，所有區域都處于空閑狀態
• 創建了一些對象，挑出一些空閑區域作為伊甸園區存儲這些對象
• 當伊甸園需要垃圾回收時，挑出一個空閑區域作為幸存區，用復制算法復制存活對象，需要暫停用戶線程

E 表示：Eden 區

S 表示：Survivor 區

• 隨著時間流逝，伊甸園的內存又有不足
• 將伊甸園以及之前幸存區中的存活對象，采用復制算法，復制到新的幸存區，其中較老對象晉升至老年代?

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2.2 并發標記周期（Concurrent Marking Cycle）—— 二階段

特點：

• 部分并發：大部分階段與應用線程并發執行

• 觸發條件：老年代占用達到閾值（默認45%，通過-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent調整）

• 目標：全局標記堆中存活對象，確定回收優先級

分階段流程：

1. 初始標記（Initial Mark，STW）：

   • 短暫暫停，標記GC Roots直接關聯的對象。

   • 通常與年輕代回收一起執行（借道Young GC）。

2. 并發標記（Concurrent Mark）：

   • 與應用線程并發，遍歷整個堆，標記所有可達對象。

   • 使用SATB（Snapshot-At-The-Beginning）算法處理并發期間的對象變化。

3. 最終標記（Remark，STW）：

   • 處理并發標記期間漏標的對象（通過寫屏障記錄的變化）。

   • 引用處理（如清理軟引用/弱引用）。

4. 清理（Cleanup，STW）：

   • 統計各Region的存活對象比例，排序回收價值（垃圾最多的優先）。

   • 不實際回收內存，但可能回收完全空閑的Region。

關鍵點：

• 并發標記周期為后續混合回收提供數據基礎。

• 通過-XX:ConcGCThreads可調整并發標記線程數。

圖示過程：

當老年代占用內存超過閾值(默認是45%)后，觸發并發標記，這時無需暫停用戶線程

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2.3?混合回收（Mixed GC）—— 三階段

特點：

• STW：暫停應用線程

• 觸發條件：并發標記周期完成后，老年代Region達到回收閾值

• 目標：同時回收年輕代和部分老年代（選擇垃圾比例高的Region）

工作流程：

1. 年輕代回收：與Young GC相同，處理Eden和Survivor區。

2. 老年代回收：

   • 根據并發標記的結果，選擇垃圾比例最高的老年代Region（Garbage-First策略）。

   • 存活對象被復制到其他Region（壓縮算法減少碎片）。

3. 多次增量回收：

   • 可能分多次完成老年代回收，每次回收部分Region以控制停頓時間。

關鍵點：

• 通過-XX:G1MixedGCLiveThresholdPercent設置Region存活對象閾值（默認85%，存活對象過多則跳過）。

• 通過-XX:G1MixedGCCountTarget控制混合回收的批次（默認8次）。

圖示過程：

• 并發標記之后，會有重新標記階段解決漏標問題，此時需要暫停用戶線程。
• 這些都完成后就知道了老年代有哪些存活對象，隨后進入混合收集階段。
• 此時不會對所有老年代區域進行回收，而是根據暫停時間目標優先回收價值高(存活對象少)的區域(這也是 Gabage First 名稱的由來)

?混合收集階段中，參與復制的有 eden、survivor、old

復制完成，內存得到釋放。進入下一輪的新生代回收、并發標記、混合收集

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三階段關系圖?

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Full GC(后備方案)

異常情況：Full GC

當G1無法滿足回收需求（如并發模式失敗或晉升失敗）時，會退化為單線程的Serial Old GC（Full GC），導致長時間停頓。應通過調整參數（如增加堆大小、降低InitiatingHeapOccupancyPercent）避免。

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3. 問題總結

3.1 三階段總結

G1 通過這三個階段的配合，實現了低延遲與高吞吐的平衡，尤其適合大內存、多核CPU的場景。

階段	并發性	目標	觸發條件
年輕代回收	STW	快速回收Eden/Survivor	Eden區滿
并發標記周期	部分并發	標記全堆存活對象，確定優先級	老年代占用達閾值（默認45%）
混合回收	STW	回收年輕代+高垃圾老年代Region	并發標記周期完成后

3.2 說一下G1垃圾回收？

• 應用于新生代和老年代，在JDK9之后默認使用G1
• 劃分成多個區域，每個區域都可以充當eden，survivor，old，humongous其中 humongous 專為大對象準備
• 采用復制算法
• 響應時間與吞吐量兼顧
• 分成三個階段:年輕代回收(stw)、并發標記周期(重新標記stw)、混合回收
• 如果并發失敗(即回收速度趕不上創建新對象速度)，會觸發Full GC

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