G1垃圾收集器详解：优化停顿时间与高吞吐量

本文主要介绍了Java垃圾收集器中的G1(Garbage-First)收集器，它是面向服务端、多处理器、大内存环境的一种高效、可预测暂停时间的垃圾收集器。G1收集器作为CMS收集器的替代品，旨在解决内存碎片问题，并提供更可预测的垃圾收集暂停时间。 CMS收集器是另一种常用的垃圾收集器，其工作流程包括初始标记、并发标记、重新标记和并发清理四个阶段。初始标记阶段会短暂地暂停应用（Stop the world）以标记GC Roots直接关联的对象；并发标记阶段则与用户线程并发执行，遍历堆中的存活对象；重新标记阶段再次暂停应用以修正并发标记期间可能出现的变化；最后的并发清理阶段，虚拟机会更新RememberSet并清理无用对象。 G1收集器引入了新的特性，如Region的概念，将堆划分为多个固定大小的区域，包含Eden、Survivor和Old。这使得G1能够更灵活地管理内存，并减少了全堆扫描的需要。G1的垃圾收集过程包括初始标记、并发标记、最终标记和筛选回收四个阶段，其中初始和最终标记阶段仍会有短暂的停顿。 在G1中，还有一个特别的设计是Humongous区域，用于存放超过分区50%大小的巨型对象。这样做是为了防止巨型对象对垃圾收集造成负面影响。如果H区不足以容纳巨型对象，G1可能会触发Full GC以找到连续空间。 G1的主要优点包括： 1. 可预测的暂停时间：G1可以根据用户设定的目标暂停时间来调整其收集策略，确保GC暂停时间的可预测性。 2. 高吞吐量：尽管有并发阶段，但G1仍然可以保持较高的应用程序运行速度。 3. 内存碎片减少：通过Region的划分和整理，G1有效减少了内存碎片的问题。 4. 自动调整堆大小：G1无需像其他收集器那样手动设置堆大小，它可以自动适应并调整。 G1垃圾收集器是一种兼顾低延迟和高吞吐量的解决方案，尤其适合对系统响应时间有严格要求的应用。它在JDK 7之后成为可用选项，逐渐取代了CMS收集器，成为了Java内存管理的一个重要工具。