G1介紹（Garbage first）
G1主要面向的是服務端的垃圾回收器。在G1之前，JVM的主要垃圾回收器采用的是物理分代的思想，將內存區域嚴格的划分成年輕代（young GC）和老年代（major GC），然后針對於年輕代和老年代使用不同的垃圾回收器進行GC操作，直到G1，G1采用的是對整個堆進行回收，並且G1使用的分區region思想將內存划分成了許多的分區。
雖說G1不使用嚴格將內存分為年輕代和老年代，但是在邏輯層面G1還是將分區region貼上了標簽Eden，Survivor，Old，也是一種分代的思想，並且G1針對於特別大的對象（當一個對象會占據一個分區的一般以上空間G1稱為大對象）會將該大對象用一段連續的多個Humongous分區（專門存放大對象）存放。G1的大多數行為都會將Humougous分區判定為老年代看待。
每個region的大小可以通過XX:G1HeapRegionSize設定（取值范圍1~32MB），且為2的N次冪。
G1的停頓時間控制
用戶自定義停頓時間
G1的還有一個特點就是用戶可以通過設置-XX:MaxGCPauseMills來設置用戶允許的停頓時間（默認為200ms），G1會根據這個時間盡可能的回收垃圾，所以這也是G1是比較全能的原因。針對用戶自定義停頓時間我們可以猜想到，G1很可能無法完全回收所有垃圾（因為設定了一個時間），但是G1會盡可能的多收集垃圾。
有點類似於老板給員工制定一個KPI，要求高就多收集點，要求低就少收集點。這也是G1的一個回收特點：並不是回收全部垃圾，而是盡可能在用戶規定得停頓時間內盡可能回收垃圾多的region。
G1如何實現盡可能回收最多垃圾region？
G1之所以能夠建立預測停頓時間的模型，依賴於G1是針對於分區region進行整體回收，即每次回收都是以region為單位。那么G1如何判斷哪些region的回收率高（即垃圾多）：G1收集器會跟蹤每個region里面垃圾堆積的價值（即回收該region所獲的空間和所需時間的價值），然后再后台維護一個優先級列表，每次根據該優先級列表進行回收（優先處理優先級高的region），這也是Garbage First的由來。
如果存在跨代引用如何解決？
針對於年輕代的region我們每次都會進行回收，所以不需要考慮年輕代指向老年代。
針對於老年代指向年輕代的引用我們如何選擇（如果不管則使用整個堆的GC root掃描），這里提出的思想是記憶集rset（remember set），
G1是對每個region維護了一個rset，記憶集中維護了指向自己的region的指針，並且標記指針分別在那些卡頁的范圍之內。由於G1使用了很多的region（每個region都有一個rset），所以G1使用了較高的內存，基本占用Java對內存的10%~20%的額外內存來維持收集器的工作。
用戶停頓時間的設置
- 如果用戶停頓時間過長：那么會導致用戶線程停止很長時間，降低吞吐量。
- 如果用戶停頓時間過短：那么會導致一次GC回收不了太多的垃圾對象，則會導致頻繁GC，也會降低吞吐量。
G1垃圾收集的工作流程
G1的收集過程主要分為四步：
1.初始標記
僅僅標記GC roots能直接關聯到的對象。該步驟需要STW，但是時間極短。
2.並發標記
從GC roots使用可達性算法，對堆內存中對象進行標記（三色標記法），遞歸掃描整個堆。該步驟耗時過長，是與用戶業務程序並發執行。
3.重新標記
對用戶線程短暫的STW，用於處理並發標記中對象的一些變更情況的最終確定。
4.篩選回收
G1會根據用戶規定的停頓時間，最大的回收region，將需要被回收的region復制到空白region中，再將原region全部回收。該步驟也需要STW，因為涉及到了對象的移動（一個region到另一個region）。
三色標記法
黑色：自身及其子對象已經被標記。
灰色：自身已經被標記，但是子對象沒有完全被標記
白色：自身未被標記，如果標記結束后仍然為白色，則是垃圾對象。