首页 > 其他分享 >G1 垃圾收集器介绍?️讲得很粗需要细嚼

G1 垃圾收集器介绍?️讲得很粗需要细嚼

时间：2023-11-13 10:01:08浏览次数：23  
标签：Pause heap G1 收集器 细嚼 regions GC ms gc

本文讲那些东西？

  1. 堆布局（以 Region 为基础划分：新生代（Eden 区、Survivor 区）、年老代、Humongous 区域）
  2. 垃圾收集周期
  3. GC 运作过程：初始标记、并发标记、最终标记、筛选回收
  4. GC 类型：Minor GC、Full GC 、Mixed GC
  5. CSet (年轻代需要手机的 Region 集合就是 CSet)
  6. 跨代引用
  7. 停顿预测模型
  8. GC 日志分析

G1 内存堆布局

G1 的英文全称是 Garbagge First，是一个有分代，按照 Region 的方式进行内存布局的垃圾收集器。

G1 垃圾收集器介绍?️讲得很粗需要细嚼_垃圾收集

在上图中，我们注意到还有一些Region标明了H，它代表Humongous，这表示这些Region存储的是巨大对象（humongous object，H-obj），即大小大于等于 region一半的对象。H-obj有如下几个特征：

  • H-obj直接分配到了old gen，防止了反复拷贝移动。
  • H-obj在global concurrent marking阶段的cleanup 和 full GC阶段回收。
  • 在分配H-obj之前先检查是否超过 initiating heap occupancy percent 和 the marking threshold, 如果超过的话，就启动 global concurrent marking，为的是提早回收，防止 evacuation failures 和 full GC。

GC 类型

  1. Young GC，垃圾收集范围：年轻代区域 + 大对象区
  2. Mixed GC，垃圾收集范围：年轻代区域 + 老年区 + 大对象区
  3. Full GC，垃圾收集范围：年轻代区域 + 老年区 + 大对象区 + 元空间

Collection Set

Collection Set 就是我们垃圾收集器的一个区域，在不同的垃圾回收阶段，会有不同的区域。

  • Young GC, 垃圾收集区域包括：年轻代区域 + 大对象区
  • Mixed GC, 垃圾收集区域包括：年轻代区域 + 老年区 + 大对象区

跨代引用

Young GC 主要是清理，新生代中的对象，我们知道整个堆空间包括老年代，新生代，我们在 Young GC 过程中会去找 GCRoots 然后判断对象是是否可达， 如果不可达，如果可达就标记。如果对于老年代中引用新生代的对象，我们如果要找出来就就需要对老年代进行全扫描，这样是不太现实的。所以G1 通过记忆集的形势记录了老年代对新生代的引用。具体在G1中通过 CarTable 来实现记忆集。

G1 垃圾收集器介绍?️讲得很粗需要细嚼_Real_02

RSet（记忆集）

记录了其它Region中的对象到Region的引用。RSet的价值在于使得垃圾回收不需要扫描整个堆，能够快速定位到真正引用它的堆对象地址。ReSet本身就是一个Hash表，存储在新生代的每个Region中。但是存储需要消耗空间，多的能达到百分之20。因此G1对内存的空间要求较高(小空间没资本玩)，空间越大性能越彪悍。

CardTable

由于新生代GC时，需要扫描整个old区，效率非常低。所以old区就是用卡表的方式进行一次逻辑分区。一般一页卡表的大小是2的n次幂。每一个区域也是用Key，Value结构进行记录。每一区域记录为Key不重复，Value则记录这片区域的老年代对象与新生代对象是否存在引用关系，存在则标记为1，否则为0。记录完毕后把value为1的key作为ReSet的key进行记录，并且ReSet的value存储引用，从而提高跨代引用的查询效率。

停顿预测模型

所有的预测都是基于历史的拟合，HotSpot使用了基于方差与标准差的技术。参考：sdww2348115.github.io/jvm/g1/Paus…

G1 垃圾收集周期

G1 垃圾收集器介绍?️讲得很粗需要细嚼_后端_03

G1 有两个阶段，它会在这两个阶段往返，分别是 Young-only，Space Reclamation.

  1. Young-only 包含一系列的超过，如果长期存活的对象会逐渐转移到 Old gen
  2. Space Reclamation G1 会递进地回收 Old gen 的空间，同时也处理 Young region

图是来自 Oracle 上对 GC 周期的描述，实心圆都表示一次 GC 停顿

  • 蓝色 Young-only
  • 黄色 标记过程的停顿
  • 红色 Mixed GC 停顿

在几次 GC 后，Old gen 的对象占有比超过了 InitiatingHeapOccupancyPercent （简称为IHOP，默认值为45，这个值是启动并发标记的阈值，当老年代使用内存占用堆内存的45%启动并发标记。 # 如果该过大，可能会导致mixed gc跟不上内存分配的速度从而导致full gc），gc 就会进入并发标记准备 (Concurrent Mark)。

  • G1 在每一次 Young 回收中都会查找活对象 (有引用的对象)
  • G1 在 old region 并发查找存活对象
  • 叫 Concurrent Marking
  • 可能花费很长时间
  • 不会停止 Java 应用
  • G1 没有活对象的引用信息是不能进行垃圾回收的
  • Mixed GC 依赖 Concurrent Mark

回到 Full GC，从上面简单分析得出，Full GC 发生是没有足够的 free region，如果堆是足够大的，Mixed gc 没有回收足够的 old region，或者 concurrent mark 没法及时完成，都可能会导致 full gc。

GC 日志分析

下面是网上找的一个 GC 日志案例，解析如下（配合 G1 垃圾收集周期结合来看）：

[gc,start      ] GC(44265) Pause Young (Normal) (G1 Evacuation Pause)
[gc,task       ] GC(44265) Using 13 workers of 13 for evacuation
[gc,phases     ] GC(44265)   Pre Evacuate Collection Set: 0.1ms
[gc,phases     ] GC(44265)   Evacuate Collection Set: 101.8ms
[gc,phases     ] GC(44265)   Post Evacuate Collection Set: 3.2ms
[gc,phases     ] GC(44265)   Other: 2.7ms
[gc,heap       ] GC(44265) Eden regions: 1850->0(1851)
[gc,heap       ] GC(44265) Survivor regions: 70->69(240)
[gc,heap       ] GC(44265) Old regions: 766->768
[gc,heap       ] GC(44265) Humongous regions: 20->19
[gc,metaspace  ] GC(44265) Metaspace: 193280K->193280K(1230848K)
[gc            ] GC(44265) Pause Young (Normal) (G1 Evacuation Pause) 21642M->6843M(25600M) 107.561ms
[gc,cpu        ] GC(44265) User=1.31s Sys=0.00s Real=0.11s

[gc,start      ] GC(44266) Pause Young (Normal) (G1 Evacuation Pause)
[gc,task       ] GC(44266) Using 13 workers of 13 for evacuation
[gc,phases     ] GC(44266)   Pre Evacuate Collection Set: 0.1ms
[gc,phases     ] GC(44266)   Evacuate Collection Set: 99.8ms
[gc,phases     ] GC(44266)   Post Evacuate Collection Set: 3.3ms
[gc,phases     ] GC(44266)   Other: 2.7ms
[gc,heap       ] GC(44266) Eden regions: 1851->0(1854)
[gc,heap       ] GC(44266) Survivor regions: 69->66(240)
[gc,heap       ] GC(44266) Old regions: 768->772
[gc,heap       ] GC(44266) Humongous regions: 20->19
[gc,metaspace  ] GC(44266) Metaspace: 193280K->193280K(1230848K)
[gc            ] GC(44266) Pause Young (Normal) (G1 Evacuation Pause) 21659M->6848M(25600M) 105.713ms
[gc,cpu        ] GC(44266) User=1.29s Sys=0.01s Real=0.10s

[gc,start      ] GC(44267) Pause Young (Normal) (G1 Evacuation Pause)
[gc,task       ] GC(44267) Using 13 workers of 13 for evacuation
[gc,phases     ] GC(44267)   Pre Evacuate Collection Set: 0.1ms  //初始标记，查找 gc root 
[gc,phases     ] GC(44267)   Evacuate Collection Set: 89.8ms     //并发标记
[gc,phases     ] GC(44267)   Post Evacuate Collection Set: 3.5ms //清理工作
[gc,phases     ] GC(44267)   Other: 2.7ms
[gc,heap       ] GC(44267) Eden regions: 1854->0(1856)
[gc,heap       ] GC(44267) Survivor regions: 66->64(240)
[gc,heap       ] GC(44267) Old regions: 772->775
[gc,heap       ] GC(44267) Humongous regions: 20->19
[gc,metaspace  ] GC(44267) Metaspace: 193280K->193280K(1230848K)
[gc            ] GC(44267) Pause Young (Normal) (G1 Evacuation Pause) 21688M->6859M(25600M) 95.891ms
[gc,cpu        ] GC(44267) User=1.16s Sys=0.00s Real=0.10s

[gc,start      ] GC(44268) Pause Young (Normal) (G1 Evacuation Pause)                 // Young GC
[gc,task       ] GC(44268) Using 13 workers of 13 for evacuation
[gc,phases     ] GC(44268)   Pre Evacuate Collection Set: 0.1ms
[gc,phases     ] GC(44268)   Evacuate Collection Set: 100.5ms
[gc,phases     ] GC(44268)   Post Evacuate Collection Set: 3.8ms
[gc,phases     ] GC(44268)   Other: 2.8ms
[gc,heap       ] GC(44268) Eden regions: 1856->0(1855)
[gc,heap       ] GC(44268) Survivor regions: 64->65(240)
[gc,heap       ] GC(44268) Old regions: 775->777
[gc,heap       ] GC(44268) Humongous regions: 20->19
[gc,metaspace  ] GC(44268) Metaspace: 193280K->193280K(1230848K)
[gc            ] GC(44268) Pause Young (Normal) (G1 Evacuation Pause) 21715M->6876M(25600M) 107.037ms
[gc,cpu        ] GC(44268) User=1.30s Sys=0.00s Real=0.11s

[gc,start      ] GC(44269) Pause Young (Concurrent Start) (G1 Humongous Allocation)  // 并发阶段
[gc,task       ] GC(44269) Using 13 workers of 13 for evacuation
[gc,phases     ] GC(44269)   Pre Evacuate Collection Set: 0.6ms
[gc,phases     ] GC(44269)   Evacuate Collection Set: 90.9ms
[gc,phases     ] GC(44269)   Post Evacuate Collection Set: 3.2ms
[gc,phases     ] GC(44269)   Other: 2.9ms
[gc,heap       ] GC(44269) Eden regions: 1519->0(1855)
[gc,heap       ] GC(44269) Survivor regions: 65->65(240)
[gc,heap       ] GC(44269) Old regions: 777->777
[gc,heap       ] GC(44269) Humongous regions: 19->19
[gc,metaspace  ] GC(44269) Metaspace: 193280K->193280K(1230848K)
[gc            ] GC(44269) Pause Young (Concurrent Start) (G1 Humongous Allocation) 19024M->6883M(25600M) 97.391ms
[gc,cpu        ] GC(44269) User=1.16s Sys=0.01s Real=0.10s

[gc            ] GC(44270) Concurrent Cycle                                          // 完成 clearup
[gc,marking    ] GC(44270) Concurrent Clear Claimed Marks
[gc,marking    ] GC(44270) Concurrent Clear Claimed Marks 0.562ms
[gc,marking    ] GC(44270) Concurrent Scan Root Regions
[gc,marking    ] GC(44270) Concurrent Scan Root Regions 719.931ms
[gc,marking    ] GC(44270) Concurrent Mark (280799.914s)
[gc,marking    ] GC(44270) Concurrent Mark From Roots
[gc,task       ] GC(44270) Using 3 workers of 3 for marking
[gc,marking    ] GC(44270) Concurrent Mark From Roots 2268.905ms
[gc,marking    ] GC(44270) Concurrent Preclean
[gc,marking    ] GC(44270) Concurrent Preclean 3.078ms
[gc,marking    ] GC(44270) Concurrent Mark (280799.914s, 280802.186s) 2272.068ms
[gc,start      ] GC(44270) Pause Remark
[gc,stringtable] GC(44270) Cleaned string and symbol table, strings: 87967 processed, 92 removed, symbols: 442773 processed, 13 removed
[gc            ] GC(44270) Pause Remark 13740M->13740M(25600M) 32.599ms
[gc,cpu        ] GC(44270) User=0.29s Sys=0.00s Real=0.04s
[gc,marking    ] GC(44270) Concurrent Rebuild Remembered Sets            //重构记忆集
[gc,marking    ] GC(44270) Concurrent Rebuild Remembered Sets 1906.792ms
[gc,start      ] GC(44270) Pause Cleanup
[gc            ] GC(44270) Pause Cleanup 18019M->18019M(25600M) 0.782ms
[gc,cpu        ] GC(44270) User=0.00s Sys=0.01s Real=0.00s
[gc,marking    ] GC(44270) Concurrent Cleanup for Next Mark
[gc,marking    ] GC(44270) Concurrent Cleanup for Next Mark 25.530ms
[gc            ] GC(44270) Concurrent Cycle 4963.833ms

[gc,start      ] GC(44271) Pause Young (Prepare Mixed) (G1 Evacuation Pause)  // Space Reclamation 阶段了，多个 Mixed GC 会进行
[gc,task       ] GC(44271) Using 13 workers of 13 for evacuation
[gc,phases     ] GC(44271)   Pre Evacuate Collection Set: 0.1ms
[gc,phases     ] GC(44271)   Evacuate Collection Set: 102.6ms
[gc,phases     ] GC(44271)   Post Evacuate Collection Set: 3.7ms
[gc,phases     ] GC(44271)   Other: 3.9ms
[gc,heap       ] GC(44271) Eden regions: 1855->0(98)
[gc,heap       ] GC(44271) Survivor regions: 65->62(240)
[gc,heap       ] GC(44271) Old regions: 777->778
[gc,heap       ] GC(44271) Humongous regions: 21->19
[gc,metaspace  ] GC(44271) Metaspace: 193271K->193271K(1230848K)
[gc            ] GC(44271) Pause Young (Prepare Mixed) (G1 Evacuation Pause) 21739M->6869M(25600M) 110.034ms
[gc,cpu        ] GC(44271) User=1.32s Sys=0.01s Real=0.10s

[gc,start      ] GC(44272) Pause Young (Mixed) (G1 Evacuation Pause)
[gc,task       ] GC(44272) Using 13 workers of 13 for evacuation
[gc,phases     ] GC(44272)   Pre Evacuate Collection Set: 0.4ms
[gc,phases     ] GC(44272)   Evacuate Collection Set: 150.8ms
[gc,phases     ] GC(44272)   Post Evacuate Collection Set: 3.2ms
[gc,phases     ] GC(44272)   Other: 2.3ms
[gc,heap       ] GC(44272) Eden regions: 98->0(149)
[gc,heap       ] GC(44272) Survivor regions: 62->11(20)
[gc,heap       ] GC(44272) Old regions: 778->547
[gc,heap       ] GC(44272) Humongous regions: 19->19
[gc,metaspace  ] GC(44272) Metaspace: 193271K->193271K(1230848K)
[gc            ] GC(44272) Pause Young (Mixed) (G1 Evacuation Pause) 7653M->4605M(25600M) 156.486ms
[gc,cpu        ] GC(44272) User=1.95s Sys=0.01s Real=0.15s
[gc,start      ] GC(44273) Pause Young (Mixed) (G1 Evacuation Pause)
[gc,task       ] GC(44273) Using 13 workers of 13 for evacuation
[gc,phases     ] GC(44273)   Pre Evacuate Collection Set: 0.2ms
[gc,phases     ] GC(44273)   Evacuate Collection Set: 122.9ms
[gc,phases     ] GC(44273)   Post Evacuate Collection Set: 2.0ms
[gc,phases     ] GC(44273)   Other: 3.1ms
[gc,heap       ] GC(44273) Eden regions: 149->0(1900)
[gc,heap       ] GC(44273) Survivor regions: 11->20(20)
[gc,heap       ] GC(44273) Old regions: 547->520
[gc,heap       ] GC(44273) Humongous regions: 19->19
[gc,metaspace  ] GC(44273) Metaspace: 193271K->193271K(1230848K)
[gc            ] GC(44273) Pause Young (Mixed) (G1 Evacuation Pause) 5797M->4468M(25600M) 128.036ms
[gc,cpu        ] GC(44273) User=1.57s Sys=0.01s Real=0.12s

上面是连续几次 GC 的日志，可以对照着 GC 周期来看。

  • GC (44265) 是一次普通的 Young GC里面信息有各种 Region 的变化

这里简单说一下 humongous 对象的处理，humongous 对象在 G1 中是被特殊对待的，G1 只决定它们是否生存，回收他们占用的空间，从不会移动它们。

  • Young-Only 阶段，humongous regions 可能会被回收
  • Space-Reclamation，humongous regions 可能会被回收
  • GC (44269) 开始进入并发阶段
  • GC (44270) 完成了 Cleanup，紧接着一个 Prepare Mixed GC (44271) 的垃圾收集，对应周期虚线右边的蓝实心圆
  • GC (44272) 之后就是 Space Reclamation 阶段了，多个 Mixed GC 会进行

JVM 性能监控工具

参考资料

【GC 停顿预测模型】

  1. www.narihiro.info/g1gc-impl-b…
  2. sdww2348115.github.io/jvm/g1/Paus…

【垃圾收集器执行过程】

  1. bugs.openjdk.org/browse/JDK-…

【跨代引用】

【空闲时自动将Java堆内存返回给操作系统】

  1. openjdk.org/jeps/346

【其他】

  1. docs.oracle.com/javacompone…
  2. www.redhat.com/en/blog/par…
  3. cs.williams.edu/~dbarowy/cs…
  4. tech.meituan.com/2016/09/23/…
  5. hllvm-group.iteye.com/group/topic…

标签：Pause,heap,G1,收集器,细嚼,regions,GC,ms,gc
From： https://blog.51cto.com/u_11720620/8337414

相关文章

  • BLOG1110
    推歌：《碧血黄花》——姚敏/沈伦这是个啥啊（难视）这是个纪念黄花岗起义的曲子，但是朗朗上口我就推了。b站有个叫碧血黄花序的视频，是历史向音MAD，技术力高，好看。——————————————————————————————————————————————这几天在家输液挺闲......
  • BLOG1029<-主席树,
    这个比splay好学多了(主席树就是把每次修改的版本保留下来，版本就是线段树曾经的一个状态。如果打暴力的话可以想把每个状态的线段树都保留下来，炸飞了。主席树单点修改的话就是发现了每次修改只改了包含这个点的层，线段树上，这是\(\logn\)级的，我们可以只创建这些新节点。每次修......
  • Acwing127周赛第三题 构造矩阵 （套路）
    题目链接：构造矩阵题目描述我们希望构造一个n×m的整数矩阵。构造出的矩阵需满足：每一行上的所有元素之积均等于k。每一列上的所有元素之积均等于k。保证k为1或−1。请你计算，一共可以构成出多少种不同的满足条件的矩阵。由于结果可能很大，你只需要输出对109+7......
  • BLOG1028
    不是为什么Sonnety每天都要写博客啊。跟了。我其实没啥好写的，不过我可以每天看一下今天干了什么。今天写了疯狂的颜色序列，一个类似HH项链离线做法的东西，第一次在某个版本之内区间查询。然后这个删除上次出现位置的时候也得创建新节点。还有TotheMoon，和那个游戏没关系呢。那个......
  • Java Hotspot G1 GC 原理
    目录原理概念初始堆占用情况标记RememberSet原理CardTableCollectSet停顿预测模型G1的垃圾回收过程对象分配线程本地分配缓冲区Eden区中分配Humongous区分配堆内存结构传统的GC收集器G1收集器G1垃圾收集周期YoungGCYoungGC总结MixedGC全局并发标记初始标记根区域扫描......
  • G1垃圾回收器特性
    G1具备以下几种特性1、并行与并发G1能充利用CPU、多核环境下的硬件优势，使用多个CPU（CPU或者CPU核心）来缩短Stop-The-World停顿时间。G1收集器可以通过并行和并发的方式让应用程序继续执行。2、分代收集虽然G1可以不需要其他收集器配合就能独立管理整个GC堆，但是还是保留了分代的概念。......
  • CF1867C Salyg1n and the MEX Game
    CF1867CSalyg1nandtheMEXGame简单博弈论题。设给出序列的\(\text{mex}\)为\(x\)，那么Alice第一次操作时加入\(x\)一定是最优的。此时显然有\(\text{mex(s)}\gex\)。因为如果加入的数\(y<x\)，此时数列中有不小于\(2\)个\(y\)。如果Bob删掉了一个数，那么Al......
  • 对于ogg19 mysql 中如果mysql中存在json数据类型，进程会abend问题报错信息 OGG-00774
    对于ogg19mysql是不支持json的这个数据类型还是比较常见的，这个数据类型是在ogg21才开始支持，对于这种报错可以打补丁进行修复Bug29998662:MySQLExtractAbendsWithoutErrorwithJSONdatatypesinbinlog 参考自：MySQLExtractAbendsWithoutErrorWithJSONDataT......
  • 【Vagrant】 Build PG15 on rhel8
    vagrant创建一套singlePG15，同时创建一个新的数据库db_pg15（密同）Vagrant.configure("2")do|config|vms=[#{name:"app01",box:"centos-8",hostname:"app01",ip:"192.168.33.11"},#{name:"gitla......
  • 21207328-吴义隆-blog1
    一、前言：三次pta题目集知识点丰富，包括了一开始如何创建Java基本形式，接着相关的命名及其使用，以及后面的知识结合。并且三次题目集的题量还算中规中矩，一开始，较为基础，题目多一点，方便学生进行学习和理解；接着进阶一点，难度提升的同时，适当减少了习题量；到最后，基本上题目以第二题的课......

赞助商

阅读排行

网站主页关于我们联系我们网站地图

本网站内容转载自其他媒体，侵权联系[admin##ips99.com]。

Copyright © 2020-2023 IPS99 版权所有 IPS99