1、JVM垃圾收集器發(fā)展過(guò)程

1、第一階段：Serial（串行）收集器
特點(diǎn)：單線程收集器，垃圾回收時(shí)，必須暫停其他所有工作線程。
2、第二階段：Parallel（并行）收集器
特點(diǎn)：充分利用多核特性，使用多線程完成清理工作。
3、第三階段：CMS（并發(fā)）收集器
特點(diǎn)：垃圾收集線程和用戶線程，可以同時(shí)執(zhí)行。
缺點(diǎn)：CPU資源敏感；無(wú)法處理浮動(dòng)垃圾；大量?jī)?nèi)存碎片
初始標(biāo)記：【需要停頓】。只標(biāo)記GC ROOTS能直接關(guān)聯(lián)到的對(duì)象，速度很快
并發(fā)標(biāo)記：與用戶線程同時(shí)執(zhí)行。標(biāo)記GC ROOTS所有能關(guān)聯(lián)到的對(duì)象。
重新標(biāo)記：【需要停頓】。修正并發(fā)標(biāo)記期間，因用戶程序執(zhí)行導(dǎo)致標(biāo)記變動(dòng)的記錄。
并發(fā)清除：與用戶線程同時(shí)執(zhí)行，清理標(biāo)記的垃圾對(duì)象。會(huì)產(chǎn)生浮動(dòng)垃圾
4、第四階段：G1(Garbage-First)（并發(fā)）收集器
特點(diǎn)：引入分區(qū)(分治、部分收集)，弱化分代。關(guān)注最小時(shí)延，適合大尺寸堆內(nèi)存。應(yīng)用在多處理器和大容量?jī)?nèi)存環(huán)境中，盡量縮短處理超大堆(大于4GB)時(shí)，產(chǎn)生的停頓。帶有整理功能，相對(duì)CMS內(nèi)存碎片的產(chǎn)生率大大降低；STW可控，停頓時(shí)間上加了預(yù)測(cè)機(jī)制

2、G1收集器對(duì)比CMS

1、算法：基于標(biāo)記-整理算法，碎片產(chǎn)生率降低。CMS有可能出現(xiàn)分配大對(duì)象時(shí)，無(wú)法得到連續(xù)空間而導(dǎo)致提前觸發(fā)一次full gc。
2、停頓時(shí)間可控：通過(guò)設(shè)置預(yù)期停頓時(shí)間，控制gc時(shí)間，避免應(yīng)用雪崩。
3、收集區(qū)域：G1雖然保留了新老代的概念，但是收集器是以整個(gè)區(qū)域?yàn)閱挝皇占?。G1可以在Young GC中使用，CMS只能在Old區(qū)(常搭配ParNew收集年輕代)。
4、Remark階段高效：RSet解決跨代引用(如Old區(qū)域引用Young區(qū)域?qū)ο?、SATB算法記錄漏標(biāo)對(duì)象。
1.G1之前JVM內(nèi)存模型

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2.G1收集器的內(nèi)存模型
Humongous：存放大對(duì)象(超過(guò)Region容量的一半)。

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4、G1重點(diǎn)參數(shù)
-XX:+UseG1GC：啟用G1收集器
-XX: G1HeapRegionSize：設(shè)置Region分區(qū)大小。1M~32M，size越大垃圾存活時(shí)間長(zhǎng)，gc間隔長(zhǎng)，但gc的持續(xù)時(shí)間邊長(zhǎng)
-XX: MaxGCPauseMillis：最大GC停頓時(shí)間，軟目標(biāo)。

3、G1收集器底層原理

1）G1運(yùn)作過(guò)程
1.初始標(biāo)記：標(biāo)記GC Roots能直接關(guān)聯(lián)到的對(duì)象。修改TAMS指針(Top at Mark Start），【G1為每個(gè)Region分配了兩個(gè)指針，用于記錄回收過(guò)程中新對(duì)象的分配】，短暫停頓用戶線程，借用Minor GC時(shí)完成。
2.并發(fā)標(biāo)記：從GC Roots開始遞歸掃描整個(gè)堆，對(duì)堆中對(duì)象進(jìn)行可達(dá)性分析?！九c用戶線程并發(fā)執(zhí)行，并發(fā)過(guò)程漏標(biāo)對(duì)象使用SATB(snapshot-at-the-beginning)算法記錄】
3.最終標(biāo)記：短暫停頓用戶線程，處理并發(fā)階段遺留的漏標(biāo)對(duì)象。
4.篩選回收：對(duì)各個(gè)Region的回收價(jià)值和成本進(jìn)行排序，根據(jù)用戶期望的停頓時(shí)間，制定回收計(jì)劃，回收一部分Region。【兩種回收模式，Young GC、Mixed GC】

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2）Young GC回收過(guò)程
分配一般對(duì)象(非巨型對(duì)象)時(shí)，所有E區(qū)使用達(dá)最大閾值且無(wú)法申請(qǐng)到足夠內(nèi)存時(shí)，進(jìn)行一次Young GC?；厥账蠸區(qū)和E區(qū)，將存活對(duì)象復(fù)制到O和另外S區(qū)。
1.根掃描(初始標(biāo)記)。STW，掃描GC Roots對(duì)象
2.處理Dirty Card，更新Rset。
3.掃描Rset。掃描Rset中所有Old區(qū)對(duì)Young區(qū)、S區(qū)的引用。
4.對(duì)象拷貝。拷貝存活對(duì)象到S區(qū)和Old區(qū)。
3）Mixed GC回收過(guò)程
當(dāng)越來(lái)越多對(duì)象晉升到O區(qū)時(shí)，為避免內(nèi)存耗盡，虛擬機(jī)會(huì)觸發(fā)mixed gc。回收整個(gè)E和S區(qū)，根據(jù)用戶期望停頓時(shí)間，回收一部分O區(qū)。

4、G1底層支持

1）三色標(biāo)記與漏標(biāo)問(wèn)題
三色標(biāo)記
黑色：跟對(duì)象；或者該對(duì)象和他的子對(duì)象都被掃描過(guò)。
灰色：本身被掃描，但還未掃描該對(duì)象的子對(duì)象。
白色：未被掃描的對(duì)象；掃描完所有對(duì)象后，白色為不可達(dá)對(duì)象(垃圾對(duì)象)
漏標(biāo)問(wèn)題

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CMS中的解決方案：Incremental Update算法：當(dāng)一個(gè)白色的對(duì)象被一個(gè)黑色對(duì)象引用，【將黑色對(duì)象重新標(biāo)記為灰色】，讓垃圾回收器重新掃描。
G1中的解決方案：SATB(snapshot-at-the-beginning)：當(dāng)B->C的引用鏈消失時(shí)，將C推到GC的堆棧上，保證C還能被GC掃描到。
2）Rset解決跨代引用
現(xiàn)象：如果老年代引用了新生代的對(duì)象，那么回收新生代時(shí)，要跟蹤老年代到新生代的所有引用。

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Remembered Set：Hash表，Key是Region的地址，Value是對(duì)象的卡頁(yè)集合。【其他Region中的對(duì)象引用本Region中對(duì)象的關(guān)系，表示誰(shuí)引用了我的對(duì)象】
CardTable：如果一個(gè)O區(qū)CardTable中有對(duì)象指向Y區(qū)，就將它設(shè)置為Dirty，下次掃描時(shí)，只需要掃描CardTable上是Dirty的內(nèi)存區(qū)域即可。
3）TAMS(Top at Mark Start)指針
G1為每個(gè)Region區(qū)域設(shè)計(jì)了兩個(gè)TASM指針。要達(dá)到與用戶線程并發(fā)運(yùn)行，必須要解決回收過(guò)程中新對(duì)象的分配。從Region區(qū)域劃分出一部分空間，用于記錄并發(fā)回收過(guò)程中的新對(duì)象產(chǎn)生，不納入垃圾回收范圍。
4）安全點(diǎn)與安全區(qū)域
安全點(diǎn)：用戶線程暫停，GC線程開始工作，要確保用戶暫停的這行字節(jié)碼指令，【不會(huì)導(dǎo)致引用關(guān)系的變化】，如【方法調(diào)用、循環(huán)跳轉(zhuǎn)、異常跳轉(zhuǎn)等】
主動(dòng)式中斷：設(shè)置一個(gè)標(biāo)志，各用戶線程主動(dòng)輪訓(xùn)這個(gè)標(biāo)志，True則在最近的安全點(diǎn)上主動(dòng)中斷掛起。
安全區(qū)域：如果業(yè)務(wù)線程處于Sleep或者Blocked狀態(tài)，程序則沒(méi)辦法進(jìn)入安全點(diǎn)。作為安全點(diǎn)的擴(kuò)展【確保在某段代碼中，引用關(guān)系不會(huì)發(fā)生變化】