【 JVM 】垃圾收集器——G1垃圾收集器

G1 (Garbage-First)是一款面向服务器的垃圾收集器，主要针对配备多颗处理器及大容量内存的机器，旨在提升应用响应速度，减少GC停顿时间。G1将Java堆划分为多个大小相等的独立区域（Region），一般Region大小等于堆大小除以2048，例如堆大小为4096M，则Region大小为2M。G1保留了年轻代和老年代的概念，但它们不再是物理隔阂，而是（可以不连续）Region的集合。默认年轻代对堆内存的占比是5%，系统运行中JVM会根据需要动态调整年轻代的Region数量，但新生代的占比不会超过60%，可通过“-XX:G1MaxNewSizePercent”调整。

年轻代中的Eden和Survivor区域的默认比例保持8:1:1不变。一个Region可能在进行垃圾回收后，从年轻代转变为老年代，其区域功能可动态变化。G1垃圾收集器对对象转移至老年代的原则与以往相同，但对大对象的处理有所不同。G1有专门分配大对象的Region称为Humongous区，以避免大对象直接进入老年代导致的空间浪费。

在G1中，大对象的判定规则是一个对象超过了一个Region大小的50%。如果对象过大，可能会横跨多个Region存放。Humongous区专门用于存放短期巨型对象，避免其直接进入老年代，以节约老年代空间，降低GC开销。Full GC不仅收集年轻代和老年代，也一并回收Humongous区。

回收算法主要采用复制算法，将一个region中的存活对象复制到另一个region中，这几乎不会有太多的内存碎片。G1垃圾收集器的特征和GC步骤包括：

使用复制算法进行回收，减少内存碎片的产生。

指定GC工作线程数量（-XX:ParallelGCThreads）。

指定分区大小（-XX:G1HeapRegionSize，范围1MB~32MB，且必须是2的N次幂），默认将整堆划分为2048个分区。

设定目标暂停时间（-XX:MaxGCPauseMillis，默认200ms）。

配置新生代内存初始空间（-XX:G1NewSizePercent，默认整堆5%）。

设置新生代内存最大空间（-XX:G1MaxNewSizePercent）。

配置Survivor区域的填充容量（-XX:TargetSurvivorRatio，默认50%），当Survivor区域的一批对象总和超过50%时，会将年龄大于一定值的对象放入老年代。

设置最大年龄阈值（-XX:MaxTenuringThreshold，默认15）。

老年代占用空间达到整堆内存阈值（-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent，默认45%）时，执行新生代和老年代的混合收集（MixedGC）。

控制region中的存活对象回收（-XX:G1MixedGCLiveThresholdPercent，默认85%）。

在一次回收过程中指定做几次筛选回收（-XX:G1MixedGCCountTarget，默认8次），通过多次筛选回收降低系统停顿时间。

空闲出来的Region数量达到堆内存的5%（-XX:G1HeapWastePercent，默认5%）时，停止混合回收。

G1垃圾收集器适用于对系统响应速度要求较高且内存较大的场景。优化建议核心在于调整`-XX:MaxGCPauseMills`参数，以平衡年轻代GC频率和存活对象进入老年代的效率，避免频繁触发Mixed GC。

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