一、内存结构

G1将堆内存划分成2048个相同大小的内存Region，一般Region大小等于堆内存大小除以2048，比如堆内存有4个G，每个Region大小为2M（-XX:G1HeapRegionSize参数可以设置Region大小，一般不推荐修改）

G1堆内存分为Eden、Survivor、Old、Humongous四类，年轻代占整堆的5%，如果堆内存大小是4个G，年轻代应该占200M左右（-XX:G1NewSizePercent参数可以设置年轻代占比），在运行的过程中会不断给年轻代增加Region，但新生代最多不超过整堆的60%（-XX:G1MaxNewSizePercent可以调整年轻代最大占比），Eden区和Survivor区还是默认遵循8:1:1

一个Region之前是年轻代，如果Region被回收可能又变成老年代

G1有专门存放大对象的Region叫Humongous区，大对象不会进入到老年代的Region（减少gc开销），一般对象超过一个Region区的50%，就会放到Humongous中，如果一个对象太大，会横跨多个Region存储

二、垃圾收集分类

1、YoungGC

G1计算Eden区回收时间接近指定的最大停顿时间（-XX:MaxGCPauseMills参数设置），就会触发YoungGC

2、MixedGC

当老年代达到堆占比时会触发，回收所有年轻代和部分老年代（为了满足最大停顿时间回收效率高的Region）以及大对象区，正常情况G1的垃圾收集是先做MixedGC，主要使用复制算法，如果没有足够空的Region供复制对象就会触发一次Full GC

3、Full GC

暂停用户线程，开启单线程进行标记、清除和压缩整理

三、垃圾收集过程

初始标记（init mark, STW）：暂停用户线程，并记录GC Roots直接能引用的对象，速度很快
并发标记(Concurrent Mark)：同CMS并发标记
最终标记(Remark, STW)：同CMS重新标记
筛选回收(Cleanup, STW)：会对各个Region回收成本进行排序，根据设定的最大停顿时间（-XX:MaxGCPauseMillis指定）来制定回收计划，因为这部分回收时间是可控的所以没有让用户线程和gc线程并发执行，G1采用的是复制算法，不会像CMS那样回收完有很多内存碎片（注意：CMS回收阶段是跟用户线程一起并发执行的，G1因为内部实现太复杂暂时没实现并发回收，不过到了ZGC，Shenandoah就实现了并发收集，Shenandoah可以看成是G1的升级版本）

G1收集器在后台维护了一个优先列表，每次根据允许的收集时间，优先选择回收价值最大的Region(这也就是它的名字Garbage-First的由来)，比如一个Region花200ms能回收10M垃圾，另外一个Region花50ms能回收20M垃圾，在回收时间有限情况下，G1当然会优先选择后面这个Region回收

四、使用建议

1、G1收集器参数设置

-XX:+UseG1GC:使用G1收集器
-XX:ParallelGCThreads:指定GC工作的线程数量
-XX:G1HeapRegionSize:指定分区大小(1MB~32MB，且必须是2的N次幂)，默认将整堆划分为2048个分区
-XX:MaxGCPauseMillis:目标暂停时间(默认200ms)
-XX:G1NewSizePercent:新生代内存初始空间(默认整堆5%，值配置整数，默认就是百分比)
-XX:G1MaxNewSizePercent:新生代内存最大空间
-XX:TargetSurvivorRatio:Survivor区的填充容量(默认50%)，Survivor区域里的一批对象(年龄1+年龄2+年龄n的多个年龄对象)总和超过了Survivor区域的50%，此时就会把年龄n(含)以上的对象都放入老年代（对象动态年龄判断机制）
-XX:MaxTenuringThreshold:最大年龄阈值(默认15)
-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent:老年代占用空间达到整堆内存阈值(默认45%)，则执行新生代和老年代的混合收集(MixedGC)，比如我们之前说的堆默认有2048个region，如果有接近1000个region都是老年代的region，则可能就要触发MixedGC了
-XX:G1MixedGCLiveThresholdPercent(默认85%) region中的存活对象低于这个值时才会回收该region，如果超过这个值，存活对象过多，回收的的意义不大。
-XX:G1MixedGCCountTarget:在一次回收过程中指定做几次筛选回收(默认8次)，在最后一个筛选回收阶段可以回收一会，然后暂停回收，恢复系统运行，一会再开始回收，这样可以让系统不至于单次停顿时间过长。
-XX:G1HeapWastePercent(默认5%): gc过程中空出来的region是否充足阈值，在混合回收的时候，对Region回收都是基于复制算法进行的，都是把要回收的Region里的存活对象放入其他Region，然后这个Region中的垃圾对象全部清理掉，这样的话在回收过程就会不断空出来新的Region，一旦空闲出来的Region数量达到了堆内存的5%，此时就会立即停止混合回收，意味着本次混合回收就结束了。

2、优化建议

-XX:MaxGCPauseMills参数如果设置很大，时间跨度就会很长，这个时间年轻代已经放了很多对象了，触发YoungGC存活下来的对象可能就会很多，加上对象动态年龄判断机制Survivor区也有一部分也会进入老年代，会导致MixedGC频繁触发
-XX:MaxGCPauseMills参数如果设置很小，那么一次回收的对象就会比较少，迟早会触发Full GC