JVM：24 G1分代回收原理深度图解：为什么回收性能比传统GC更好？

Posted 2021-09-28 鮀城小帅

1. 如何设定G1对应的内存大小

已知 G1对应的是一大堆的 Region 内存区域，每个 Region 的大小是一致的。

问题：到底有多少个Region呢？每个Region的大小是多大呢？

Region的数量和大小，在默认情况下是自动计算和设置的。也可以给整个堆内存设置一个大小，比如说用 “-Xms” 和 “-Xmx” 来设置堆内存的大小。

然后JVM启动的时候一旦发现你使用的是G1垃圾回收器，可使用 “-XX:+UseG1GC” 来指定使用 G1垃圾回收器，此时会自动用堆大小除以2048。

因为JVM最多可以有 2048个 Region ，然后 Region的大小必须是2的倍数，比如说 1MB、2MB、4MB之类的。

比如堆内存大小是4G，就是4096MB，除以2048个Region，每个Region的大小就是 2MB。这是默认的计算方式。

通过手动方式来指定，则是 “-XX:G1HeapRegionSize” ，如下图：

刚开始，默认新生代对堆内存的占比是 5%，也就是占据200MB的内存，对应大概100个Region；可以通过 “-XX:G1NewSizePercent” 来设置新生代初始占比。

在系统运行中，JVM会不停地给新生代增加更多的 Region，最多新生代的占比不超过 60%，可以通过 “-XX:G1MaxNewSizePercent” 设置。

一旦 Region进行垃圾回收，新生代的 Region 数量就会减少。

3. 新生代还有Eden和 Survivor的概念吗？

 在G1中也是有新生代、老年代的区分的。而新生代里还是有Eden和Survivor的划分的。

根据新生代的参数 “-XX:SurvivorRatio=8” ，是可以区分出来属于新生代的 Region 里哪些属于 Eden，哪些属于 Survivor。

比如新生代初始的时候，有 100个 Region，那么其中80个Region就是  Eden，两个 Survivor 各占10个 Region。如下图：

随着对象不停的在新生代里分配，属于新生代的Region会不断的增加， Eden 和 Survivor 对应的Region 也会不断增加。

4. G1的新生代垃圾回收

G1的新生代中有 Eden 和 Survivor ，其触发垃圾回收的机制都是类似的。

G1中新生代所占用的 Region 占据堆大小的最大比例 60%，一旦超过该值，就会触发新生代的 GC， G1 会用复制算法来进行垃圾回收，进入 STW 状态。

然后把 Eden 对应的 Region中的存活对象放入 S1对应的 Region中，接着回收掉 Eden对应的 Region中的垃圾对象。

在上述过程中，G1是可以设定目标GC停顿时间的，也就是 G1 执行 GC的时候最多可以让系统停顿多长时间，可以通过“-XX:MaxGCPauseMills” 参数来设定，默认值是 200ms。

然后G1 会通过对每个 Region 追踪回收它需要多少时间，可以回收多少对象来选择回收一部分的 Region，保证GC停顿时间停顿在指定范围内，尽可能多的回收掉一些对象。

5. 对象什么时候进入老年代？

在G1的内存模型中，老年代也有自己的 Region。按照新生代占据堆内存 60%的 Region计算，老年代最多可以占据剩余的 40%的Region，也就是800个Region。

对象想要从新生代进入老年代需要满足以下几个条件：

 （1）对象在新生代躲过了很多次的垃圾回收，达到了一定的年龄， “-XX:MaxTenuringThreshold” 参数可以设置这个年龄，它就会进入老年代

（2）动态年龄判定规则，一旦发现某次新生代 GC 过后，存活对象超过了 Survivor 的50%

综上所述，经过一段时间的新生代使用和垃圾回收之后，总有一些对象会进入老年代中。

 6. 大对象 Region

G1 提供了专门的 Region 来存放大对象，而不是让大对象进入老年代的 Region中。

在G1中，大对象的判定规则就是一个大对象超过了一个 Region大小的 50%，就会被放入大对象专门的 Region 中。

如果一个大对象太大，可能会横跨多个 Region 来存放。

哪些Region用来存放大对象？

答： 当新生代触发一次垃圾回收后，空下来的 Region 就会被用来存放大对象。

大对象既然不属于新生代和老年代，那什么时候会触发垃圾回收？

答：新生代、老年代在回收的时候，会顺带带着大对象 Region 一起回收，所以这就是在 G1 内存模型下对大对象的分配和回收的策略。