020-G1垃圾回收器的工作原理

215次阅读
没有评论

共计 2343 个字符,预计需要花费 6 分钟才能阅读完成。

大厂面试题:最新的G1垃圾回收器的工作原理,你能聊聊吗?

1、ParNew + CMS的组合让我们有哪些痛点?

上周我们已经彻底把垃圾回收机制给讲清楚了,包括ParNew和CMS两个垃圾回收器对新生代和老年代进行垃圾回收的运行原理,大家都了解的很清楚了。

那么我们先来分析一下目前ParNew + CMS带给我们的痛点是什么?

Stop the World,这个是大家最痛的一个点!

无论是新生代垃圾回收,还是老年代垃圾回收,都会或多或少产生Stop the World现象,对系统的运行是有一定影响的。

所以其实之后对垃圾回收器的优化,都是朝着减少Stop the World的目标去做的。

在这个基础之上,G1垃圾回收器就应运而生了,他可以提供比ParNew + CMS组合更好的垃圾回收的性能。

2、G1垃圾回收器

G1垃圾回收器是可以同时回收新生代和老年代的对象的,不需要两个垃圾回收器配合起来运作,他一个人就可以搞定所有的垃圾回收。

他最大的一个特点,就是``把Java堆内存拆分为多个大小相等的Region,如下图。

020-G1垃圾回收器的工作原理

然后G1也会有新生代和老年代的概念,但是只不过是逻辑上的概念

也就是说,新生代可能包含了某些Region,老年代可能包含了某些Reigon,如下图。

020-G1垃圾回收器的工作原理

而且G1最大的一个特点,就是可以让我们设置一个垃圾回收的预期停顿时间

也就是说比如我们可以指定:希望G1同志在垃圾回收的时候,可以保证,在1小时内由G1垃圾回收导致的Stop the World时间,也就是系统停顿的时间,不能超过1分钟。

这个就很厉害了,大家如果看明白了之前我们的很多JVM优化的思路,都明白一点,其实我们对内存合理分配,优化一些参数,就是为了尽可能减少Minor GC和Full GC,尽量减少GC带来的系统停顿,避免影响系统处理请求。

但是现在我们直接可以给G1指定,在一个时间内,垃圾回收导致的系统停顿时间不能超过多久,G1全权给你负责,保证达到这个目标。

这样相当于我们就可以直接控制垃圾回收对系统性能的影响了。

3、G1是如何做到对垃圾回收导致的系统停顿可控的?

其实G1如果要做到这一点,他就必须要追踪每个Region里的回收价值,啥叫做回收价值呢?

他必须搞清楚每个Region里的对象有多少是垃圾,如果对这个Region进行垃圾回收,需要耗费多长时间,可以回收掉多少垃圾?

大家看下图,G1通过追踪发现,1个Region中的垃圾对象有10MB,回收他们需要耗费1秒钟,另外一个Region中的垃圾对象有20MB,回收他们需要耗费200毫秒。

020-G1垃圾回收器的工作原理

然后在垃圾回收的时候,G1会发现在最近一个时间段内,比如1小时内,垃圾回收已经导致了几百毫秒的系统停顿了,现在又要执行一次垃圾回收,那么必须是回收上图中那个只需要200ms就能回收掉20MB垃圾的Region啊!

于是G1触发一次垃圾回收,虽然可能导致系统停顿了200ms,但是一下子回收了更多的垃圾,就是20MB的垃圾,如下图。

020-G1垃圾回收器的工作原理

所以简单来说,G1可以做到让你来设定垃圾回收对系统的影响,他自己通过把内存拆分为大量小Region,以及追踪每个Region中可以回收的对象大小和预估时间,最后在垃圾回收的时候,尽量把垃圾回收对系统造成的影响控制在你指定的时间范围内,同时在有限的时间内尽量回收尽可能多的垃圾对象。

这就是G1的核心设计思路

4、Region可能属于新生代也可能属于老年代

另外在G1中,每一个Region时可能属于新生代,但是也可能属于老年代的

刚开始Region可能谁都不属于,然后接着就分配给了新生代,然后放了很多属于新生代的对象,接着就触发了垃圾回收这个Region,如下图。

020-G1垃圾回收器的工作原理

然后下一次同一个Region可能又被分配了老年代了,用来放老年代的长生存周期的对象,如下图所示。

020-G1垃圾回收器的工作原理

所以其实在G1对应的内存模型中,Region随时会属于新生代也会属于老年代,所以没有所谓新生代给多少内存,老年代给多少内存这 一说了

实际上新生代和老年代各自的内存区域是不停的变动的,由G1自动控制。

5、本文总结

本文先初步的介绍一下G1垃圾回收器的设计思想,包括Region的划分,然后Region动态转移给新生代或者老年代,按需分配

然后触发垃圾回收的时候,可以根据设定的预期系统停顿时间,来选择最少回收时间和最多回收对象的Region进行垃圾回收,保证GC对系统停顿的影响在可控范围内,同时还能尽可能回收最多的对象。

大家把本文思路串起来看看,首先高屋建瓴的对G1垃圾回收器的整体设计思想有了一定的理解。

在接下来的文章中,我们会逐步深入去看更多技术细节,比如:

  • G1是如何工作的?

  • 对象什么时候进入新生代的Region?

  • 什么时候触发Region GC?

  • 什么时候对象进入老年代的Region?

  • 什么时候触发老年代的Region GC?

正文完
 0
yangleduo
版权声明:本站原创文章,由 yangleduo 于2023-04-25发表,共计2343字。
转载说明:除特殊说明外本站文章皆由CC-4.0协议发布,转载请注明出处。