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探究JVM(五)一张图搞定G1垃圾回收器的记忆集<垃圾处理器好坏怎么分>

探究JVM(五)一张图搞定G1垃圾回收器的记忆集

引言:在前面两篇博文中,主要讲述的是经典垃圾回收器中的记忆集,在经典垃圾回收器中,记忆集主要通过Card Table来实现。而在G1垃圾回收器中,记忆集的结构发生了较大改变。

为什么单纯的Card Table结构不再适用?

在G1垃圾回收器中,老年代和新生代的划分不再固定,取而代之的是整个堆被分成了若干个Region,每一个Region可以被当做Old,Eden,Survivor,Humongous 区域来使用。如果这时候再使用Card Table结构,就要对整个堆进行扫描(因为老年代不是固定的),这显然增大了时间成本,这对于追求低延迟的垃圾回收器来说简直是不可忍受的。为了追求低延迟,G1采用了“空间换时间”的策略,即增加记忆集的结构复杂度,但是却能够清楚地标明存在跨代指针的区域,这样就不用扫描整个堆,而是扫描记忆集中指明的存在跨代指针的老年代Region。 当然记忆集并不只用来记录跨代指针的信息,事实上写后屏障是无条件记录的,可以记录下所有从老年代到老年代,老年代到新生代,新生代到老年代,新生代到新生代的引用,但是从新生代出发的引用只记录不处理。

进入正题,结构是怎么样的?

*一个圆圈代表一个对象

G1垃圾回收器的记忆集在概念上采用了"point-in"的思想,即记录了哪个区域指向我。 这种记忆集在Card Table的基础上增加了HashTable的数据结构,Key里面存放的是某个老年代Region的起始位置,Value存放的是这个老年代Region的所有存在跨代指针的卡页的起始位置的集合。 这样通过扫描记忆集,就能够知道哪个老年代区域的哪些卡页存在跨代指针,把这些卡页里的对象加入GC Root扫描就可以了。 如图中所示,假设RegionA的起始地址是0x0000,这样RegionA的前三个卡页的起始地址分别是0x0000,0x0200,0x0400。把这些卡页的起始地址作为Card Table数组的下标index。当卡页内存在跨代指针的时候,就把这些卡页的起始地址放到HashTable的Value里面的集合去。 在上图中,RegionB记录的是在起始地址为0x0000的区域(即RegionA)中存在起始地址为0x0000和0x0400的卡页指向我(即RegionB)。

总结

(1)从根本上说,G1垃圾回收器贯彻了“空间换时间”的思想,增加了数据结构的空间复杂度,减少了GC的时间。 (2)要掌握G1垃圾回收器的数据结构,掌握“point-in”的思想是很重要的。 (3)对于Card Table还有不了解的,可以看我之前写的博文“经典收集器中的记忆集” (4)文章有错误的地方或者读者有不明白的地方,欢迎在文章下面留言。

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