面試官：要不這次來聊聊G1垃圾收集器？
候選者：嗯嗯，好的呀
候選者：上次我記得說過，CMS垃圾收集器的弊端：會產生記憶體碎片&&空間需要預留
候選者：這倆個問題在處理的時候，很有可能會導致停頓時間過長，說白了就是CMS的停頓時間是「不可預知的」
候選者：而G1又可以理解為在CMS垃圾收集器上進行"升級"
候選者：G1 垃圾收集器可以給你設定一個你希望Stop The Word 停頓時間，G1垃圾收集器會根據這個時間儘量滿足你
候選者：在前面我在介紹JVM堆的時候，是畫了一張圖的。堆的記憶體分佈是以「物理」空間進行隔離
候選者：在G1垃圾收集器的世界上，堆的劃分不再是「物理」形式，而是以「邏輯」的形式進行劃分
候選者：不過，像之前說過的「分代」概念在G1垃圾收集器的世界還是一樣奏效的
候選者：比如說：新物件一般會分配到Eden區、經過預設15次的Minor GC新生代的物件如果還存活，會移交到老年代等等...
候選者：我來畫下G1垃圾收集器世界的「堆」空間分佈吧
候選者：從圖上就可以發現，堆被劃分了多個同等份的區域，在G1裡每個區域叫做Region
候選者：老年代、新生代、Survivor這些應該就不用我多說了吧？規則是跟CMS一樣的
候選者：G1中，還有一種叫 Humongous（大物件）區域，其實就是用來儲存特別大的物件（大於Region記憶體的一半）
候選者：一旦發現沒有引用指向大物件，就可直接在年輕代的Minor GC中被回收掉
面試官：嗯...
候選者：其實稍微想一下，也能理解為什麼要將「堆空間」進行「細分」多個小的區域
候選者：像以前的垃圾收集器都是對堆進行「物理」劃分
候選者：如果堆空間（記憶體）大的時候，每次進行「垃圾回收」都需要對一整塊大的區域進行回收，那收集的時間是不好控制的
候選者：而劃分多個小區域之後，那對這些「小區域」回收就容易控制它的「收集時間」了
面試官：嗯...
面試官：那我大概瞭解了。那要不你講講它的GC過程唄？
候選者：嗯，在G1收集器中，可以主要分為有Minor GC(Young GC)和Mixed GC，也有些特殊場景可能會發生Full GC
候選者：那我就直接說Minor GC先咯？
面試官：嗯，開始吧
候選者：G1的Minor GC其實觸發時機跟前面提到過的垃圾收集器都是一樣的
候選者：等到Eden區滿了之後，會觸發Minor GC。Minor GC同樣也是會發生Stop The World的
候選者：要補充說明的是：在G1的世界裡，新生代和老年代所佔堆的空間是沒那麼固定的（會動態根據「最大停頓時間」進行調整）
候選者：這塊要知道會給我們提供引數進行配置就好了
候選者：所以，動態地改變年輕代Region的個數可以「控制」Minor GC的開銷
面試官：嗯，那Minor GC它的回收過程呢？可以稍微詳細補充一下嗎
候選者：Minor GC我認為可以簡單分為為三個步驟：根掃描、更新&&處理 RSet、複製物件
候選者：第一步應該很好理解，因為這跟之前CMS是類似的，可以理解為初始標記的過程
候選者：第二步涉及到「Rset」的概念
面試官：嗯...
候選者：從上一次我們聊CMS回收過程的時候，同樣講到了Minor GC，它是通過「卡表」(cart table)來避免全表掃描老年代的物件
候選者：因為Minor GC 是回收年輕代的物件，但如果老年代有物件引用著年輕代，那這些被老年代引用的物件也不能回收掉
候選者：同樣的，在G1也有這種問題（畢竟是Minor GC）。CMS是卡表，而G1解決「跨代引用」的問題的儲存一般叫做RSet
候選者：只要記住，RSet這種儲存在每個Region都會有，它記錄著「其他Region引用了當前Region的物件關係」
候選者：對於年輕代的Region，它的RSet 只儲存了來自老年代的引用（因為年輕代的沒必要儲存啊，自己都要做Minor GC了）
候選者：而對於老年代的 Region 來說，它的 RSet 也只會儲存老年代對它的引用（在G1垃圾收集器，老年代回收之前，都會先對年輕代進行回收，所以沒必要儲存年輕代的引用）
面試官：嗯...
候選者：那第二步看完RSet的概念，應該也好理解了吧？
候選者：無非就是處理RSet的資訊並且掃描，將老年代物件持有年輕代物件的相關引用都加入到GC Roots下，避免被回收掉
候選者：到了第三步也挺好理解的：把掃描之後存活的物件往「空的Survivor區」或者「老年代」存放，其他的Eden區進行清除
候選者：這裡要提下的是，在G1還有另一個名詞，叫做CSet。
候選者：它的全稱是 Collection Set，儲存了一次GC中「將執行垃圾回收」的Region。CSet中的所有存活物件都會被轉移到別的可用Region上
候選者：在Minor GC 的最後，會處理下軟引用、弱引用、JNI Weak等引用，結束收集
面試官：嗯，瞭解了，不難
面試官：我記得你前面提到了Mixed GC ，要不來聊下這個過程唄？
候選者：好，沒問題的。
候選者：當堆空間的佔用率達到一定閾值後會觸發Mixed GC（預設45%，由引數決定）
候選者：Mixed GC 依賴「全域性併發標記」統計後的Region資料
候選者：「全域性併發標記」它的過程跟CMS非常型別，步驟大概是：初始標記（STW）、併發標記、最終標記（STW）以及清理（STW）
面試官：確實很像啊，你繼續來聊聊具體的過程唄？
候選者：嗯嗯，還是想說明下：Mixed GC它一定會回收年輕代，並會採集部分老年代的Region進行回收的，所以它是一個“混合”GC。
候選者：首先是「初始標記」，這個過程是「共用」了Minor GC的 Stop The World（Mixed GC 一定會發生 Minor GC），複用了「掃描GC Roots」的操作。
候選者：在這個過程中，老年代和新生代都會掃
候選者：總的來說，「初始標記」這個過程還是比較快的，畢竟沒有追溯遍歷嘛
面試官：...
候選者：接下來就到了「併發標記」，這個階段不會Stop The World
候選者：GC執行緒與使用者執行緒一起執行，GC執行緒負責收集各個 Region 的存活物件資訊
候選者：從GC Roots往下追溯，查詢整個堆存活的物件，比較耗時
面試官：嗯...
候選者：接下來就到「重新標記」階段，跟CMS又一樣，標記那些在「併發標記」階段發生變化的物件
候選者：是不是很簡單？
面試官：且慢
面試官：CMS在「重新標記」階段，應該會重新掃描所有的執行緒棧和整個年輕代作為root
面試官：據我瞭解，G1好像不是這樣的，這塊你瞭解嗎？
候選者：嗯，G1 確實不是這樣的，在G1中解決「併發標記」階段導致引用變更的問題，使用的是SATB演算法
候選者：可以簡單理解為：在GC 開始的時候，它為存活的物件做了一次「快照」
候選者：在「併發階段」時，把每一次發生引用關係變化時舊的引用值給記下來
候選者：然後在「重新標記」階段只掃描著塊「發生過變化」的引用，看有沒有物件還是存活的，加入到「GC Roots」上
候選者：不過SATB演算法有個小的問題，就是：如果在開始時，G1就認為它是活的，那就在此次GC中不會對它回收，即便可能在「併發階段」上物件已經變為了垃圾。
候選者：所以，G1也有可能會存在「浮動垃圾」的問題
候選者：但是總的來說，對於G1而言，問題不大（畢竟它不是追求一次把所有的垃圾都清除掉，而是注重 Stop The World時間）
面試官：嗯...
候選者：最後一個階段就是「清理」，這個階段也是會Stop The World的，主要清點和重置標記狀態
候選者：會根據「停頓預測模型」（其實就是設定的停頓時間），來決定本次GC回收多少Region
候選者：一般來說，Mixed GC會選定所有的年輕代Region，部分「回收價值高」的老年代Region（回收價值高其實就是垃圾多）進行採集
候選者：最後Mixed GC 進行清除還是通過「拷貝」的方式去幹的
候選者：所以，一次回收未必是將所有的垃圾進行回收的，G1會依據停頓時間做出選擇Region數量（：
面試官：嗯，過程我大致是瞭解了
面試官：那G1會什麼時候發生full GC？
候選者：如果在Mixed GC中無法跟上使用者執行緒分配記憶體的速度，導致老年代填滿無法繼續進行Mixed GC，就又會降級到serial old GC來收集整個GC heap
候選者：不過這個場景相較於CMS還是很少的，畢竟G1沒有CMS記憶體碎片這種問題（：
本文總結(G1垃圾收集器特點)：
- 從原來的「物理」分代，變成現在的「邏輯」分代，將堆記憶體「邏輯」劃分為多個Region
- 使用CSet來儲存可回收Region的集合
- 使用RSet來處理跨代引用的問題（注意：RSet不保留 年輕代相關的引用關係）
- G1可簡單分為：Minor GC 和Mixed GC以及Full GC
- 【Eden區滿則觸發】Minor GC 回收過程可簡單分為：(STW) 掃描 GC Roots、更新&&處理Rset、複製清除
- 【整堆空間佔一定比例則觸發】Mixed GC 依賴「全域性併發標記」，得到CSet(可回收Region)，就進行「複製清除」
- R大描述G1原理的時候，從巨集觀的角度看G1其實就是「全域性併發標記」和「拷貝存活物件」
- 使用SATB演算法來處理「併發標記」階段物件引用可能會修改的問題
- 提供可停頓時間引數供使用者設定（G1會盡量滿足該停頓時間來調整 GC時回收Region的數量）
歡迎關注我的微信公眾號【Java3y】來聊聊Java面試，對線面試官系列持續更新中！
【對線面試官-移動端】系列 一週兩篇持續更新中！
【對線面試官-電腦端】系列 一週兩篇持續更新中！
原創不易！！求三連！！