1、JVM垃圾收集器發(fā)展過程
1、第一階段：Serial（串行）收集器
特點：單線程收集器，垃圾回收時，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：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：垃圾收集線程和用戶線程，可以同時執(zhí)行。
缺點：CPU資源敏感；無法處理浮動垃圾；大量內(nèi)存碎片
初始標記：【需要停頓】。只標記GC ROOTS能直接關(guān)聯(lián)到的對象，速度很快
并發(fā)標記：與用戶線程同時執(zhí)行。標記GC ROOTS所有能關(guān)聯(lián)到的對象。
重新標記：【需要停頓】。修正并發(fā)標記期間，因用戶程序執(zhí)行導致標記變動的記錄。
并發(fā)清除：與用戶線程同時執(zhí)行，清理標記的垃圾對象。會產(chǎn)生浮動垃圾
4、第四階段：G1(Garbage-First)（并發(fā)）收集器
特點：引入分區(qū)(分治、部分收集)，弱化分代。關(guān)注最小時延，適合大尺寸堆內(nèi)存。應(yīng)用在多處理器和大容量內(nèi)存環(huán)境中，盡量縮短處理超大堆(大于4GB)時，產(chǎn)生的停頓。帶有整理功能，相對CMS內(nèi)存碎片的產(chǎn)生率大大降低；STW可控，停頓時間上加了預測機制
2、G1收集器對比CMS
1、算法：
基于標記-整理算法，碎片產(chǎn)生率降低。CMS有可能出現(xiàn)分配大對象時，無法得到連續(xù)空間而導致提前觸發(fā)一次full gc。
2、停頓時間可控：通過設(shè)置預期停頓時間，控制gc時間，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區(qū)域為單位收集的。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算法記錄漏標對象。
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：存放大對象(超過Region容量的一半)。
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4、G1重點參數(shù)
-XX:+UseG1GC：啟用G1收集器
-XX: G1HeapRegionSize：設(shè)置Region分區(qū)大小。1M~32M，size越大垃圾存活時間長，gc間隔長，但gc的持續(xù)時間邊長
-XX: MaxGCPauseMillis：最大GC停頓時間，軟目標。
3、G1收集器底層原理
1）G1運作過程
1.初始標記：標記GC Roots能直接關(guān)聯(lián)到的對象。修改TAMS指針(Top at Mark Start），【G1為每個Region分配了兩個指針，用于記錄回收過程中新對象的分配】，短暫停頓用戶線程，借用Minor GC時完成。
2.并發(fā)標記：從GC Roots開始遞歸掃描整個堆，對堆中對象進行可達性分析。【與用戶線程并發(fā)執(zhí)行，并發(fā)過程漏標對象使用SATB(snapshot-at-the-beginning)算法記錄】
3.最終標記：短暫停頓用戶線程，處理并發(fā)階段遺留的漏標對象。
4.篩選回收：對各個Region的回收價值和成本進行排序，根據(jù)用戶期望的停頓時間，制定回收計劃，回收一部分Region。【兩種回收模式，Young GC、Mixed GC】
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2）Young GC回收過程
分配一般對象(非巨型對象)時，所有E區(qū)使用達最大閾值且無法申請到足夠內(nèi)存時，進行一次Young GC。回收所有S區(qū)和E區(qū)，將存活對象復制到O和另外S區(qū)。
1.根掃描(初始標記)。STW，掃描GC Roots對象
2.處理Dirty Card，更新Rset。
3.掃描Rset。掃描Rset中所有Old區(qū)對Young區(qū)、S區(qū)的引用。
4.對象拷貝。拷貝存活對象到S區(qū)和Old區(qū)。
3）Mixed GC回收過程
當越來越多對象晉升到O區(qū)時，為避免內(nèi)存耗盡，虛擬機會觸發(fā)mixed gc。回收整個E和S區(qū)，根據(jù)用戶期望停頓時間，回收一部分O區(qū)。
4、G1底層支持
1）三色標記與漏標問題
三色標記
黑色：跟對象；或者該對象和他的子對象都被掃描過。
灰色：本身被掃描，但還未掃描該對象的子對象。
白色：未被掃描的對象；掃描完所有對象后，白色為不可達對象(垃圾對象)
漏標問題
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CMS中的解決方案：Incremental Update算法：當一個白色的對象被一個黑色對象引用，【將黑色對象重新標記為灰色】，讓垃圾回收器重新掃描。
G1中的解決方案：SATB(snapshot-at-the-beginning)：當B->C的引用鏈消失時，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象，那么回收新生代時，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是對象的卡頁集合。【其他Region中的對象引用本Region中對象的關(guān)系，表示誰引用了我的對象】
CardTable：如果一個O區(qū)CardTable中有對象指向Y區(qū)，就將它設(shè)置為Dirty，下次掃描時，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Region區(qū)域設(shè)計了兩個TASM指針。要達到與用戶線程并發(fā)運行，必須要解決回收過程中新對象的分配。從Region區(qū)域劃分出一部分空間，用于記錄并發(fā)回收過程中的新對象產(chǎn)生，不納入垃圾回收范圍。
4）安全點與安全區(qū)域
安全點：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，【不會導致引用關(guān)系的變化】，如【方法調(diào)用、循環(huán)跳轉(zhuǎn)、異常跳轉(zhuǎn)等】
主動式中斷：設(shè)置一個標志，各用戶線程主動輪訓這個標志，True則在最近的安全點上主動中斷掛起。
安全區(qū)域：如果業(yè)務(wù)線程處于Sleep或者Blocked狀態(tài)，程序則沒辦法進入安全點。作為安全點的擴展【確保在某段代碼中，引用關(guān)系不會發(fā)生變化】
