CMS中的卡表和G1中的卡表的区别

1. 卡表（Card Table）简介

卡表是一种写屏障（Write Barrier）技术实现，主要用于追踪堆内存中的**“脏卡”**，也就是记录哪些内存区域发生了写操作，方便 GC 时高效定位需要扫描的对象，避免全堆扫描。

卡表把堆分成固定大小的卡（Card），一般是512字节（具体大小可能不同），卡表本身是一个字节数组，每个字节代表一块卡的状态。

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2. CMS中的卡表

• 主要用途：CMS采用增量式并发标记，并通过卡表记录老年代中被年轻代对象引用的部分，以便并发标记阶段快速扫描这些引用，避免扫描整个老年代。

• 卡表维护范围：主要覆盖老年代堆区域。

• 写屏障机制：CMS使用写屏障来更新卡表，当老年代某个区域被修改时，该区域对应的卡标记为“脏”，GC时只扫描这些“脏卡”对应的区域，提高效率。

• 卡表数据结构和实现：

  • 一般是一个字节数组。
  • 字节标记为“脏”或“干净”。
  • 在CMS的并发标记过程中，卡表帮助定位需要重新扫描的老年代区域。

• 触发时机：主要在对象指针从年轻代写入老年代时触发。

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3. G1中的卡表

• 主要用途：G1是分代且分区（Region-based）的GC，卡表用于追踪整个堆中所有区域之间的引用变化，支持高效的增量更新和并发标记。G1的卡表覆盖堆中所有内存区域，不仅仅是老年代。

• 卡表维护范围：覆盖整个堆（包括年轻代和老年代分区）。

• 写屏障机制：G1的写屏障实现更复杂，除了标记“脏卡”，还维护了针对不同 Region 的引用信息，方便在混合回收时快速识别跨区引用，减少扫描开销。

• 卡表数据结构和实现：

  • 仍是字节数组，但结构更复杂。
  • 对每张卡，不仅标记是否脏，还关联对应的 Region 信息，方便定位影响的区域。
  • 支持多线程并发更新和扫描。

• 触发时机：任何堆内存写操作，更新卡表，保证 GC 能准确知道哪些区域被修改。

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4. 主要区别总结

维度	CMS卡表	G1卡表
作用范围	主要是老年代	覆盖整个堆（老年代+年轻代）
设计目的	加速老年代增量标记扫描	支持基于Region的细粒度增量回收
写屏障实现	较简单，标记对应卡是否“脏”	更复杂，标记“脏卡”并关联Region信息
数据结构	字节数组，标记“脏”或“干净”	字节数组，带Region索引信息
并发支持	有，但较简单	设计支持多线程并发访问
适用GC策略	CMS，针对老年代并发回收	G1，分代+分区混合回收

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简单总结

• CMS卡表只管理老年代写操作，帮助并发标记时快速定位老年代中的跨代引用。
• G1卡表覆盖全堆，管理所有区域，支持更加细粒度的增量更新和并发回收。
• G1卡表更复杂，维护更多信息，支持更高并发和更精细的回收粒度。