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文章标题:100道Java面试题之-Java中的G1垃圾收集器是什么?它相比其他垃圾收集器有何优势?
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Java中的G1垃圾收集器是什么?

G1(Garbage-First)垃圾收集器是Java虚拟机(JVM)中用于管理堆内存的一种先进的垃圾收集器。它首次在JDK 6的Update 14中以实验性版本引入,随后在JDK 7的Update 4中移除了“Experimental”标识,并在JDK 9中成为默认的垃圾收集器。G1的设计目标是为了适应不断扩大的内存和不断增加的处理器数量,同时进一步降低垃圾收集(GC)的暂停时间(pause time),并兼顾良好的吞吐量。

G1垃圾收集器采用了以下主要特点和设计思路:

  1. 基于Region的内存布局:G1将堆内存划分为多个大小相等的独立Region,每个Region的大小可以通过参数-XX:G1HeapRegionSize设置,范围从1MB到32MB,且必须是2的幂次方。这些Region可以动态地充当新生代的Eden区、Survivor区或老年代。

  2. 分代收集:虽然G1仍然保留新生代和老年代的概念,但这两个代不再是固定的内存区域,而是由一系列逻辑上连续的Region动态组成。

  3. 并发与并行:G1是一个并发且并行的垃圾收集器,能够充分利用多核处理器的优势,提高垃圾回收的效率和吞吐量。

  4. 可预测性:G1通过设置目标停顿时间(通过-XX:MaxGCPauseMillis参数指定,默认为200毫秒)来控制垃圾回收的时间,以较高的概率满足用户定义的暂停时间目标。

  5. 软实时性:G1虽然不是实时收集器,但它能够尽量满足垃圾收集暂停时间的目标,提高应用程序的响应性和稳定性。

G1相比其他垃圾收集器的优势

  1. 低延迟:G1通过并发标记、并发清理和并发整理等技术,能够在不影响应用程序正常运行的情况下,减少垃圾回收的停顿时间,降低系统的延迟。

  2. 高吞吐量:G1采用多线程并行处理的方式,能够充分利用多核处理器的优势,提高垃圾回收的吞吐量。

  3. 可预测性:G1通过设置目标停顿时间,可以根据应用程序的需求进行调整,从而在一定程度上保证应用程序的响应时间稳定,避免长时间的垃圾回收导致的系统卡顿。

  4. 内存利用率高:G1采用基于Region的内存管理方式,可以根据应用程序的需求动态调整每个区域的大小,避免传统的垃圾收集器中存在的内存碎片问题,提高内存的利用率。

  5. 空间压缩:G1从整体上看采用标记-整理算法,从局部看采用复制算法,可以有效避免内存碎片的产生,提高内存使用的连续性和效率。

  6. 灵活性:G1的Region划分和动态调整机制使得它能够适应不同大小和类型的堆内存需求,为不同的应用场景提供灵活的解决方案。

综上所述,G1垃圾收集器以其低延迟、高吞吐量、可预测性和高内存利用率等优势,在Java虚拟机中得到了广泛的应用和认可。

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