本文主要是介绍【JVM】G1 垃圾收集器的垃圾收集过程，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
G1（Garbage First）垃圾收集器是Java虚拟机（JVM）中的一种垃圾收集器，设计目标是提供高吞吐量和低停顿时间的垃圾收集。G1收集器将堆划分为多个大小相等的独立区域（Region），并通过并行和并发的方式进行垃圾回收。G1收集器可以回收年轻代（Young Generation）和老年代（Old Generation）的垃圾。G1收集器的垃圾收集过程主要分为以下几个阶段：
1. 年轻代GC（Young GC）
年轻代GC主要收集年轻代区域的垃圾，分为三个阶段：
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初始标记（Initial Marking）：
- 这一阶段标记所有从GC Roots直接可达的对象。由于只是标记GC Roots及其直接关联的对象，所以这个阶段通常很短暂，但会导致短暂停顿（Stop-the-World，STW）。
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并发标记（Concurrent Marking）：
- 这一阶段遍历整个堆，标记从GC Roots可达的所有对象。这个阶段是并发进行的，应用程序线程和GC线程同时工作。
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最终标记（Final Remarking）：
- 修正并发标记阶段中因应用程序运行而导致的标记变化。此阶段也会导致短暂停顿（STW），但比初始标记时间更短。
2. 混合GC（Mixed GC）
混合GC不仅回收年轻代区域的垃圾，还回收一部分老年代区域的垃圾。混合GC的步骤包括：
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并发清理（Concurrent Cleanup）：
- 识别和回收所有已死亡的老年代对象。这个阶段与应用程序线程并发进行。
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复制并压缩（Copy and Compact）：
- 将存活的对象复制到新的Region，并释放原Region的空间。这个过程可以有效地减少内存碎片。
3. 完整GC（Full GC）
在极少数情况下，如果G1无法满足内存回收需求，会进行Full GC。Full GC会导致长时间的STW，并且会遍历整个堆空间来回收垃圾。
G1垃圾收集器的详细步骤
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初始标记（Initial Marking）：
- 标记所有从GC Roots直接可达的对象。
- 该阶段会导致短暂的STW。
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根区域扫描（Root Region Scanning）：
- 标记年轻代中所有存活对象，并将其作为根，扫描这些对象所引用的老年代对象。
- 该阶段是并发进行的。
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并发标记（Concurrent Marking）：
- 从GC Roots开始遍历整个堆，标记所有存活的对象。
- 该阶段是并发进行的。
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重新标记（Remarking）：
- 修正并发标记阶段中因应用程序运行而导致的标记变化。
- 该阶段会导致短暂的STW。
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清除（Cleanup）：
- 计算并确定可回收的Region，清除死亡对象。
- 该阶段部分是STW，部分是并发进行的。
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复制和压缩（Copy and Compact）：
- 将存活对象复制到新的Region，并释放原Region的空间，减少内存碎片。
G1垃圾收集器的JVM参数
以下是一些常见的G1垃圾收集器相关的JVM参数：
-XX:+UseG1GC：启用G1收集器。-XX:MaxGCPauseMillis=<N>：设置GC的最大暂停时间目标（毫秒）。-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=<N>：在堆使用率达到N%时启动并发标记周期。-XX:G1HeapRegionSize=<N>：设置每个Region的大小。-XX:ConcGCThreads=<N>：设置并发GC线程的数量。-XX:ParallelGCThreads=<N>：设置STW阶段的GC线程数量。
通过合理配置这些参数，可以优化G1收集器的性能，使其更好地适应特定应用的需求。
Java代码示例
以下是一个简单的Java程序，用于演示如何配置JVM以使用G1收集器：
public class G1Example {public static void main(String[] args) {// 启动多个线程，模拟应用程序的负载for (int i = 0; i < 10; i++) {new Thread(new LoadTask()).start();}}
}class LoadTask implements Runnable {@Overridepublic void run() {while (true) {// 模拟分配大量内存byte[] array = new byte[1024 * 1024];try {// 模拟一些工作负载Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}
}
要使用G1收集器运行上述程序，可以在启动JVM时添加以下参数：
-XX:+UseG1GC -XX:MaxGCPauseMillis=200
示例：
java -XX:+UseG1GC -XX:MaxGCPauseMillis=200 G1Example
通过这些配置，G1收集器能够在满足最大暂停时间目标的情况下有效地回收垃圾，提高应用程序的响应性和吞吐量。
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