一、前言背景：杀鸡焉用牛刀？面试造航母！

日常我们的服务应用进行分布式部署， 单节点不需要扛很高的并发，一个服务给到2~4G就足够用，如果不是计算密集型应用，一个节点给到8G就能支撑很高的并发。而为大内存而生的G1，如果普通应用采用G1做GC回收，无疑有一种杀鸡焉用牛刀的感觉。但因为研发经验的不断积累， 业务量提升，不断涉足富有挑战的性能问题，以及面试造航母的需要，了解、掌握、实践G1垃圾回收器将是一条必经之路，我始终觉得...。

2024好事接龙，拉丁解牛祝愿所有有缘刷到的同学，好事发生，喜事连连。读书笔记：在发现自己情绪不对时候， 实锤。 需要积极按下暂停键，让原始大脑冷静下来等自我感觉好了再专注于解决问题的方案。不能被逻辑后果带偏。

体系化地讲解大模型技术,助力读者实现 offer直提 。还有啊,尼恩还分享了多个技术圣经,如、等,帮助读者深入理解核心技术。 技术自由圈/原疯狂创客圈云原生微服务 热门文章 最新文章 ASP.NET Core微服务之基于Consul实现服务治理 Java微服务开发指南 -- 使用Spring Boot构建微服务 初识SpringCloud集群/分布式/微服务/SOA的相关概念 阿里云微服务引擎 MSE 及 云原生 API 网关 2024 年 11 月产品动态 从单体到微服务:如何借助 Spring Cloud 实现架构转型 JVM进阶调优系列敢向stop world喊卡的G1垃圾回收器 | 有必要讲透 image.png，我们都曾是...

二、什么是G1回收器？敢向stop world喊卡！

G1，全称是 Garbage First，顾名思义。G1垃圾回收器以GC低延时处理为核心目标。在2011年，JDK7开始支持-XX:+UseG1GC使用G1垃圾回收器进行GC回收。并在2012年，G1 开始面世商用。记得在2013、 2014年大数据计算开始火遍千家万户时候，移动互联网浪潮的海量数据、高并发场景应用，让应用对内存、CPU的依赖开始大幅上升。时间来到2017年， JDK 9的腾空出世，直接把G1设置为默认垃圾处理器，这种面向大内存多处理器的垃圾回收器，让后端服务器应用有了更优的选择，很棒。。

在G1出现之前，我们JVM参数里通常从多个分代收集器里进行组合配置。比如年轻代有Serial、 ParNew、Parallel Scavenge回收器可选，老年代有CMS、Serial Old、Parallel Old可选。但是这些垃圾回收器都有一个痛点， 就是GC stop world会导致系统卡顿，而且卡顿时间是不可预知不可控。特别是JVM 堆内存达到8G、 16G、甚至32G的时候，这时候发生GC，需要回收的对象很多，自只是然GC的时间会被拉长，可能从以往我们熟悉的FGC也就几百毫秒，上升到几s，甚至10+s，恕我直言...。

而G1， 支持指定最大GC停顿时间-XX:MaxGCPauseMillis=200ms的特点，直接让之前分代垃圾处理器望尘莫及。G1的出现，开启了JVM分区回收的新时代。 摸鱼。 此后JAVA 在2019年， JDK12引入了收集器ShenandoahGC；同年发布JDK13，引入了增强ZGC收集器，都是分代回收器。

相关云原生产品功能对比一览

三、为什么需要G1回收器？大内存的救星

很明显， GC 的stop world，会让我们的服务出现明显的卡顿，对核心业务这是不可接受的。目前主流开源框架Hbase、Elastic search，都是通过Java开发实现。因为版本迭代， 以及用户数据存储增长，每个节点需要8G，16G，甚至更多时候，如果使用CMS垃圾回收器难以满足应用需要，这些框架至少要升级切换到G1垃圾回收器。

太顶了。 而其实吧， 堆内存结构如如下虽然内存被分为一块块大小固定的Region区，但是里面多个Region组成年轻代、老年代，还有一个新增的Humongous区。这个H区是专门用来存放大对象的区， 相当于之前老年代的存放大对象，具体如下：

换个角度。 对G1垃圾回收器堆内存情况的第一印象，满眼都是Region块，如图：

绿色的块，是年轻代Young区。灰色的块是老年代Old区，而红色的是Humongous大对象区。在年轻代里的Young区， 实际上... 实际还会保留继续划分Eden区、S区。比如下图，绿色的是年轻代的suvivor区，浅蓝色的年轻代的Eden区。

由于堆内存不再强制按连续的内存空间划分年轻代、老年代。老年代和年轻代只是逻辑上的概念空间，实际内存空间是靠一个个Region块组成。刚才的图看起来Region是连续的，实际并不是。说实在的JVM每次需要新的Region块，就在JVM里随机找一块内存空间分配给新的Region区。具体如下如：，到位。

四、 G1的核心原理：Region区的出现

说白了... 对堆内存结构有了基本认识之后我们尝试理解更深入的架构原理。先说说Region为什么要把堆内存分拆成一个个块？这样做的优点是什么？「拉丁解牛说技术，实用至上，坚持用最简洁直白的文字+最少的代码示例分享干货。」

G1的核心思想就是内存分区回收。体现在堆内存不再仅仅是年轻代和老年代的简单划分，而增加了Region 的概念。将堆内存切分成一块块大小独立而且大小固定的Region区，多个Region 可以动态的组合成年轻代和老年代内存空间。

心情复杂。 在G1垃圾收集器里 最开始堆内存只会给年轻代大概5%，比如8G内存，大概就是400Mb，按默认region块数量是2048个，那每个region大小就是4Mb。「拉丁解牛说技术，实用至上，坚持用最简洁直白的文字+最少的代码示例分享干货。」

现在Java服务启动， 因为时间推移，年轻代的初始大小400Mb被全部占完，这400M里其中E:S1:S0=8:1:1的比例和之前一样，Eden区大概占用了320Mb，S区各占40Mb。这时候G1不一定要进行YGC， 它先说说要评估，这些年轻代的region的回收时间，如果远低于XX:MaxGCPauseMills这个核心GC指标，就暂时不进行YGC。继续分配新region给年轻代， 到头来年轻代可以达到-XX:G1MaxNewSizePercent，默认是60%，也就是4.8G大小。这期间， 如果发现年轻代gc的时间，接近XX:MaxGCPauseMills设置值，就必须开始做YGC。

G1的目标很简单。官方对G1的期待是让GC时间可控，以及尽可能的降低GC时间开销， 也是醉了... 到头来替代CMS垃圾处理器。这是典型做最有挑战的事，实现最清晰明了的目标。

五、 G1垃圾回收过程详解：Mixed GC与Full GC的爱恨情仇

G1的垃圾回收，不再是对某一片连续的分代内存进行GC，而是对全局的region块进行gc，在GC前，可以对每个region 的回收价值做好充分评估排序。G1， 可以实现在有限gc时间内，迅速的将那种存活对象少且占用空间较大的region优先回收。这就是G1 Garbage First的GC目标，他急了。。

G1在GC发生后一个Region 的存活对象会被移动到另一个Region块上。而且重新腾空的Region块，可以从之前的角色自由切换。 蚌埠住了！ 比如之前这个Region是用来作为Eden区的内存， 现在可以作为S区、或者H区、又或者Old区的Region块。

5.1 Young GC

也是醉了... YGC过程大体和之前的分代回收类似，采用的是复制算法。简单的说：先说说将Eden、 S区，存入新的S区的Region块，或者存活对象年龄大于MaxTenuringThreshold参数以及其他可进入老年代的条件，就存入老年代的region块。然后清空参与GC的Eden、S区的region块，供年轻代、或者大对象区、老年代分配使用。

5.2 mixed GC

排除YGC， 以及Full GC，这里重点说Mixed GC混合GC过程。混合回收，会对年轻代、老年代、大对象区region进行GC回收。触发条件是-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent参数控制， 别担心... 默认值是45%。也就是老年代的存储空间应用占比达到该参数值，G1就触发进行mixed GC。采用的算法还是复制算法，所以G1没有内存碎片，这个比CMS的算法更有优越香。CMS需要配置参数进行内存整理，才能解决内存碎片问题。

我无法认同... 在发生混合GC的时候，往往大对象，老年代都已经有很多对象。这个GC过程主要分四个阶段：初始标记、并发标记、重新标记、清理。

5.3 G1 真的有Full GC吗？

体验感拉满。 当内存分配失败， 或者没有足够内存给存活对象，元数据区内存不足等，G1就触发full gc。但是其实吧JVM选择SerialOld收集器施行STW进行全面回收。虽然我们选择了G1垃圾回收器， 但是发生Full gc的时候，JVM会自动切换使用SerialOld进行FullGC。

YYDS！ JVM的调优,重中之中就是FullGC的优化。FullGC由于Stop world耗时大,快的的几秒,慢的几十秒,对业务的正常运行造成了负面影响。本文主角CMS垃圾回收器在对FullGC做了充足的优化,值得深入探讨学习。 拉丁解牛说技术JVM进阶调优系列CMS回收器通俗演义一文讲透FullGC 腾讯云... 放不下,这时候会发生Concurrent mode failure,而不是OOM。这时候JVM自动使用Serial Old垃圾回收器替换CMS回收器,强行让程序stop word,程序暂停运行,不允许新对象生成。直到GC完成后再...

5.4 G1的GC过程

我们从堆内存初始状态， 到堆内存占用几乎占满，发生FullGC一步步讲解。这个过程会先后触发YGC、 CPU你。 Mixed GC、Full GC，然后再具体分析gc过程。

5.4.1 初始标记

何必呢？ 本阶段会进行一次stop world， 并用单线程GC去标记所有GC roots，以及标记GC roots直接可达的对象。本阶段耗时很短。

5.4.2 并发标记

该阶段不会stop world，程序恢复运行。多个GC线程开始并发标记递归 GCroots可以触达的所有对象， 除了直接关联roots的， 何不... 还有对象相互引用的，在这个阶段都会被标记出来。该过程比初始阶段耗时大，但是好在是并发施行，且没有stop world。

5.4.3 到头来标记

由于并发标记阶段， 程序继续运行会出现新的垃圾对象，以及可能有重新被引用的对象。所以这次也要stop world确保标记准确无误。

5.4.4 清理

开始对每个region块的回收价值进行评估排序，并进行选择性的多线程GC回收。该过程会将参与gc回收region存活对象，复制到新region块，并更新相关引用。该过程是也是并发施行。

这里再补充一点，从region回收角度看，G1就是纯纯的复制算法，非常高效。从全局来看，存活的对象需要放到新分配的region块，这是标记-清除算法。再说说起来GC的GC算法，细节上看是复制算法，整体是标记-清除算法。

六、 G1回收器核心参数：调优必备

今天内容目录概要：

-XX:MaxGCPauseMills，设置GC预期回收停顿时间值，G1默认为200ms。 -XX:G1MixedGCCountTarget，混合回收时的目标回收次数。当G1在GC达到停顿时间目标的情况下将分成该参数设置次数完成回收。 -XX:G1MixedGCLiveThresholdPercent， 在混合回收期间，当一个Region中的存活对象超过Region大小的百分比时不对该Region进行回收，躺平...。

默认情况下这个值是堆内存的1/2000。

我当场石化。 默认值45%。 -XX:PretenureSizeThreshold，设置被作为大对象的阈值。默认是一个region块的大小的一半。 -XX:ParallelGCThreads，并发回收线程数量。 -XX:G1MaxNewSizePercent，设置年轻代最大百分比，默认60%。 -XX:G1HeapRegionSize， 设置每个region块的大小，必须是2的幂，范围在1MB到32MB之间。

默认值是85%。 +G1EagerReclaimHumongousObjects， YGC时是否回收大对象 ，默认是true。 -XX:G1NewSizePercent，设置年轻的初始占比，默认是5%。 -XX:ConcGCThreads，参与并发标记线程数量。 -XX:InitiatingHeapOccupancyPercent， 当年老代的存储占有率达到该参数值，G1会进行MixedGC，吃瓜。。

精神内耗。 推荐阅读拉丁解牛_JVM专题系列： 6、 JAVA并发编程系列Future、FutureTask异步小王子 5、JVM进阶调优系列类加载器原理一文讲透 4、JVM进阶调优系列字节面试:JVM内存区域怎么划分，分别有什么用？ 3、 JVM进阶调优系列堆内存的对象什么时候被回收? 2、JVM进阶调优系列年轻代和老年代采用什么GC算法回收? 1、JVM进阶调优系列CMS回收器通俗演义一文讲透FullGC

先推荐一篇实用的文章《Java并发编程学习13-任务取消的进阶使用》，作者是。 huazie在并发编程领域进行持续专题分享， 他的这篇内容重点介绍了多线程并发如何中断取消任务的机制，并对Future接口、不可中断阻塞IO、ThreadPoolExecutor的newTaskFor进行详细案例分析，实用借鉴性强，特此推荐给大家。 还有啊在我们拉丁解牛JVM专题之前也分享了《JAVA并发编程》专栏，目前连载到13篇。感兴趣的同学欢迎关注。

至于吗？ 文章还将分享一系列 一行代码,保障分布式事务一致性—GTS:微服务架构下分布式事务解决方案 阿里云微服务引擎 MSE 及 云原生 API 网关 2024 年 11 月产品动态 从单体到微服务:如何借助 Spring Cloud 实现架构转型 JVM进阶调优系列敢向stop world喊卡的G1垃圾回收器 | 有必要讲透 JVM进阶调优系列(...

综上： -----------------------------正式开启我们JVM系列正文---------------------- 版权JVM调优进阶专栏收录该内容10 篇文章0 订阅 读书笔记:在发现自己情绪不对时候,需要积极按下暂停键,让原始大脑冷静下来,等自我感觉好了,再专注于解决问题的方案。不能被逻辑后果带偏 欢迎同学们关注支持~