对JVM G1的理解

NOTICE：本文仅记录本人对 JVM G1 的小小理解，没有详细记录每个点，若有误可指出

内存区域

G1 将堆分为各个 region，大小通过 G1HeapRegionSize 指定

region 分类

按 region 大小分

1. 普通 region，存放大小小于普通 refion 容量的一半的对象
2. humongous 区域，存放大对象

按功能来分

1. 新老代
2. 老年代（humongous 只能在老年代）

新对象进入

1. 新对象根据大小进入普通 region /humongous
2. 记忆集维护
   1. 本 region 维护一个记忆集，记忆集都是别的 region 对象指向本 region 的引用
   2. 写前屏障，处理 SATB，将修改前引用对象放入 SATB 队列
   3. 写后屏障，标记被修改的对象所在卡表为 dirty card

垃圾回收

回收依据

维护每个 region 中垃圾的价值（回收获得的空间大小以及所需时间的比值）大小，通过最大 GC 时间（-XX:MaxGCPauseMillis）优先处理价值大的 region

回收分类

1. Young GC
2. Mixed GC（老年代中的内存比例超过IHOP）

回收步骤

1. 初始标记
   1. 标记 GC Root 直接关联的对象
   2. 生成原始快照
   3. 修改 TAMS 的值
   4. 需要 Stop the world
2. 并发标记
   1. 从 GC Root 开始进行可达性分析
   2. 处理 SATB 记录的引用变动的对象
3. 最终标记
   1. 处于并发阶段遗留的少量 SATB 记录
4. 筛选回收
   1. 计算各个 region 回收价值
   2. 回收
      1. 将回收 region 中存活对象挪到空 region 中
      2. 清空原有 region

标记过程中问题处理

1. 在并发标记中，有新对象生成
   1. 通过 TAMS 划分特定区域
   2. 新对象只能放在 TAMS 区域中，并且默认是黑色的
2. 在并发标记进行可达性分析，引用变动的对象处理
   1. 使用 SATB 记录灰色到白色删除的引用
   2. 在最终标记以灰色的对象为根，重新扫描一次

概念解释

三色标记法

1. 黑色意义为被访问过的对象，引用都扫描过，并且确认最后是存活的，GC Root 默认为黑色
2. 灰色意义为被访问过的对象，有一个引用未被扫描过，未确定是否存活
3. 白色意义为未被访问过的对象

对并发标记中对象引用变化处理

SATB

1. 全称为 Snapshot At The Beginning
2. Region 包含 5 个指针
   1. bottom
   2. previous TAMS
   3. next TAMS
   4. top
   5. end
3. 作用流程
   1. 并发标记中，新创建的对象在 next TAMS -> top 之间，此区间默认为黑色，默认存活
   2. 灰色对象删除指向白色的引用，记录下来
   3. 以记录下来的灰色为根，重新扫描

Incremental Update

1. 黑色插入新的指向白色的引用，记录下来
2. 并发扫描结束后，以记录下来的黑色为根，重新扫描一遍

参考

https://blog.51cto.com/u_15072811/4679940

本文首发于cartoon的博客