G1（Garbage First）垃圾收集器是为具有大内存的多处理器机器设计的一种服务器端垃圾收集器，旨在提供高吞吐量的同时，实现可预测的暂停时间目标。G1通过将堆划分为多个大小相等的区域（Region），并跟踪每个区域中存活对象的数量来实现高效的垃圾回收。以下是G1垃圾回收的基本流程：
G1垃圾回收流程主要包括以下几个阶段：
- 年轻代GC（Young GC/YGC）：
- 当年轻代中的Eden区被填满时，会触发一次年轻代GC。
- G1会暂停所有应用线程（Stop the World），然后清理Eden区和部分Survivor区中的对象，将仍然存活的对象复制到另一个Survivor区或直接晋升到老年代。
- 年轻代GC的目标是快速完成，以减少停顿时间。
- 并发标记周期（Concurrent Marking Cycle）：
- 这个过程是为了识别整个堆中哪些区域包含大量可回收的对象，以便在后续的混合收集周期中优先处理这些区域。
- 它包括几个子阶段：初始标记（Initial Mark）、根区域扫描（Root Region Scan）、并发标记（Concurrent Mark）、最终标记（Remark）。
- 初始标记（Initial Mark）：与年轻代GC同步进行的一个短暂暂停，标记从GC根直接可达的对象。
- 根区域扫描（Root Region Scan）：扫描Survivor区指向老年代的引用，并标记相应的老年代区域。
- 并发标记（Concurrent Mark）：与应用线程并发执行，遍历对象图并标记存活对象。
- 最终标记（Remark）：这是另一个短暂的暂停，用于完成标记过程，处理在此期间产生的变化。
- 混合收集（Mixed GC）：
- 在并发标记周期完成后，如果满足了某些条件（例如达到了设定的最大暂停时间目标），G1会开始混合收集。
- 混合收集不仅处理年轻代，还会选择性地回收一部分标记的老年代区域，这些区域被认为是垃圾最多的（Garbage First的概念来源）。
- 目的是逐步减少老年代的空间需求，同时努力达到设定的暂停时间目标。
- 完全GC（Full GC）：
- 尽管G1的设计目标是避免全堆范围的GC，但在极端情况下（如堆空间几乎耗尽且无法通过增量式回收腾出足够空间），仍可能发生完全GC。
- 完全GC是一个单线程、非常耗时的过程，会严重影响应用性能，因此应尽量避免。
优化建议
- 使用
-XX:MaxGCPauseMillis=<value>参数设置期望的最大GC暂停时间目标。 - 调整堆大小以及年轻代和老年代的比例，确保有足够的空间分配给各个代。
- 监控GC日志，使用工具如GCEasy或GCViewer分析GC行为，识别潜在问题并作出相应调整。
通过上述流程，G1能够在保持较高吞吐量的同时，有效地控制GC暂停时间，特别适合那些需要严格响应时间的应用场景。
THE END
