G1（Garbage-First）垃圾收集器在设计上采用了一种分区（Region）的堆内存管理方式，将堆划分为多个大小相等的区域（Region），每个区域可以是 Eden、Survivor 或 Old 区。G1 的记忆集（Remembered Set，RSet）用于记录跨区域引用，以便在垃圾回收时快速定位这些引用，避免全堆扫描。
然而，G1 不维护年轻代到老年代的记忆集，这是由 G1 的设计目标和垃圾回收策略决定的。以下是具体原因：
1. 年轻代垃圾回收（Minor GC）的特点
- 年轻代的对象生命周期较短，大多数对象在 Minor GC 时就会被回收。
- 年轻代的垃圾回收频率较高，且每次回收的范围仅限于年轻代（Eden 区和 Survivor 区）。
- 在 Minor GC 时，G1 只需要扫描年轻代区域和相关的记忆集（记录老年代到年轻代的引用），而不需要关心年轻代到老年代的引用。
2. 年轻代到老年代的引用不会影响垃圾回收
- 年轻代对象引用老年代对象的情况不会影响年轻代的垃圾回收。因为年轻代垃圾回收的目标是回收不再使用的年轻代对象，而这些对象的存活与否与它们是否引用老年代对象无关。
- 即使年轻代对象引用了老年代对象，这些引用也不会导致老年代对象被错误回收，因为老年代对象的存活与否由老年代垃圾回收（Mixed GC 或 Full GC）决定。
3. G1 的垃圾回收策略
- G1 的垃圾回收分为两种主要模式：
- 年轻代垃圾回收（Minor GC）：只回收年轻代区域。
- 混合垃圾回收（Mixed GC）：回收年轻代和部分老年代区域。
- 在 Minor GC 时，G1 只需要关注年轻代区域和相关的记忆集（记录老年代到年轻代的引用），而不需要关心年轻代到老年代的引用。
- 在 Mixed GC 时，G1 会扫描老年代区域及其记忆集，但年轻代到老年代的引用仍然不会影响老年代对象的存活判断。
4. 记忆集的开销
- 记忆集的维护是有开销的。每个区域的记忆集需要存储指向该区域的引用信息，这会占用额外的内存和 CPU 资源。
- 如果 G1 维护年轻代到老年代的记忆集，会增加记忆集的大小和复杂度，但并不会带来明显的性能提升，因为年轻代到老年代的引用对垃圾回收的影响很小。
5. G1 的设计目标
- G1 的设计目标是在保证较低停顿时间的同时，实现高吞吐量。为了实现这一目标，G1 需要尽量减少不必要的开销。
- 不维护年轻代到老年代的记忆集，可以减少记忆集的大小和维护成本，从而降低垃圾回收的开销。
6. 对比 CMS 和 G1
- 在 CMS 中，记忆集（卡表）主要用于记录老年代到年轻代的引用，以支持年轻代垃圾回收（Minor GC）。CMS 同样不关心年轻代到老年代的引用。
- G1 的设计与 CMS 类似，但 G1 的记忆集更加精细，每个区域都有自己的记忆集。尽管如此，G1 仍然选择不维护年轻代到老年代的记忆集，以降低开销。
总结
G1 不维护年轻代到老年代的记忆集，主要是因为：
- 年轻代到老年代的引用不会影响年轻代垃圾回收。
- 维护这些引用会带来额外的内存和 CPU 开销，但并不会显著提升垃圾回收的效率。
- G1 的设计目标是降低停顿时间和提高吞吐量，减少不必要的开销是实现这一目标的关键。
通过这种方式，G1 在保证高效垃圾回收的同时，尽量减少额外的开销，从而更好地满足现代应用对低延迟和高吞吐量的需求。
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