繼續基於上一次https://www.cnblogs.com/webor2006/p/11146273.html的理論進一步了解G1。
G1收集概覽：
G1算法將堆划分為若干個區域（Region），它仍然屬於分代收集器。不過，這些區域的一部分包含新生代，新生代的垃圾收集依然采用暫停所有應用線程的方式，將存活對象拷貝到老年代或者Survivor空間。老年代也分成很多區域，G1收集器通過將對象從一個區域復制到另外一個區域，完成了清理工作。這就意味着，在正常的處理過程中，G1完成了堆的壓縮（至少是部分堆的壓縮），這樣也就不會有CMS內存碎片問題的存在了。
Humongous區域：
在G1中，還有一種特殊的區域，叫Humongous區域。如果一個對象占用的空間達到或者超過了分區容量50%以上，G1收集器就認為這是一個巨型對象。這些巨型對象，默認直接會被分配在老年代，但是如果它是一個短期存在的巨型對象，就會對垃圾收集器造成負面影響。為了解決這個問題，G1划分了一個Humongous區，它用來專門存放巨型對象。如果一個H區裝不下一個巨型對象，那么G1會尋找連續的H分區來存儲。為了能找到連續的H區，有時候不得不啟動Full GC。
G1 Young GC:
- Young GC主要是對Eden區進行GC，它在Eden空間耗盡時會被觸發。在這種情況下，Eden空間的數據移動到Survivor空間中，如果Survivor空間不夠，Eden空間的部分數據會直接晉升到老年代空間。Survivor區的數據移動到新的Survivor區中，也有部分數據晉升到老年代空間中。最終Eden空間的數據為空，GC完成工作，應用線程繼續執行。
- 如果僅僅GC新生代對象，我們如何找到所有的根對象呢？老年代的所有對象都是根么？那這樣掃描下來會耗費大量的時間。於是,G1引進了RSet的概念。它的全稱是Remembered Set，作用是跟蹤指向某個heap區內的對象引用。下面看圖：
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在CMS中，也有RSet的概念，在老年代中有一塊區域用來記錄指向新生代的引用。這是一種point-out，在進行Young GC時，掃描根時，僅僅需要掃描這一塊區域，而不需要掃描整個老年代。
- 但在G1中，並沒有使用point-out，這是由於一個分區太小，分區數量太多，如果是用point-out的話，會造成大量的掃描浪費，有些根本不需要GC的分區引用也掃描了。
- 於是G1中使用point-in來解決。point-in的意思是哪些分區引用了當前分區中的對象。這樣，僅僅將這些對象當做根來掃描就避免了無效的掃描。
- 由於新生代有多個，那么我們需要在新生代之間記錄引用嗎？這是不必要的，原因在於每次GC時，所有新生代都會被掃描，所以只需要記錄老年代到新生代之間的引用既可。
- 需要注意的是，如果引用的對象很多，賦值器需要對每個引用做處理，賦值器開銷會很大，為了解決賦值器開銷這個問題，在G1中又引入了另外一個概念，卡表（Card Table）。一個Card Table將一個分區在邏輯上划分為固定大小的連續區域，每個區域稱之為卡。卡通常較小，介於128到512字節之間。Card Table通常為字節數組，由Card的索引（既數組下標）來標識每個分區的空間地址。
- 默認情況下，每個卡都未被引用。當一個地址空間被引用時，這個地址空間對應的數組索引的值被標記為“0”，既標記為被引用，此外RSet也將這個數組下標記錄下來。一般情況下，這個RSet其實是一個Hash Table，key是別的Region的起始地址，Value是一個集合，里面的元素是Card Table的Index。
另外它分為下幾個階段：
- 階段1：根掃描
表態和本地對象被掃描 - 階段2：更新RS
處理dirty card隊列更新RS - 階段3：處理RS
檢測從年輕代指向老年代的對象 - 階段4：對象拷貝
拷貝存活的對象到survivor/old區域 - 階段5：處理引用隊列
軟引用、弱引用、虛引用處理
再談Mixed GC:
- Mixed GC不僅進行正常的新生代垃圾收集，同時也回收部分后台掃描線程標記的老年代分區。
- 這的GC步驟分為兩步：
1、全局並發標記（global concurrent marking）
2、拷貝存活對象（evacuation） - 在G1 GC中，global concurrent marking主要是為Mixed GC提供標記服務的，並不是一次GC過程的一個必須環節。global concurrent marking的執行過程分為四個步驟，這個在之前已經學習過了，回憶一下：
三色標記算法：
- 提到並發標記，我們不得不了解並發標記的三色標記算法。它是描述追蹤式回收器的一種有效的方法，利用它可以推演回收器的正確性。
- 我們將對象分成三種類型：
1、黑色：根對象，或者該對象與它的子對象都被掃描過（對象被標記了，且它的所有field也被標記完了）。
2、灰色：對象本身被掃描，但還沒掃描完該對象中的子對象（它的field還沒有被標記或標記完）。
3、白色：未被掃描對象，掃描完成所有對象之后，最終為白色的為不可達對象，既垃圾對象（對象沒有被標記到）。