php转java重构搭脚手架的时候，因为是从新开始的项目，所以打算直接升jdk版本+spring boot3.0+。查了下jdk17自带的zgc是保障低延迟的，并且为了保障低延迟，需要的额外空间开销比较大，出于以下角度考虑，还是选择了G1
- 我们的堆往往没那么大，所以内存比较宝贵，尽可能减少额外的内存额外开销
- 我们对吞吐量的要求明显高于低延迟，单接口百ms级别都是可以接受的，此时zgc的毫秒级别延迟在整个接口百ms的基准下影响不大，为了这点延迟去降低实际可用内存得不偿失
- G1 GC近十来年了，ZGC还较为新，使用G1 GC相关的问题以及调优可以参考的更多
其实CMS更适合，不过用新不用旧，并且G1在大多数情况下它的GC逻辑也是接近CMS的
如何学习
个人一开始尝试去理解一些复杂概念，但是这些复杂概念只是通过论述很难彻底理解，所以转为了解这些结构的功能而非实现，了解GC的过程而非细节，以便于实际工作调优或者排查问题。
毕竟除非需要去修改GC的源码，应该是不需要对里面使用到的一些数据结构和方法进行详细的了解（但是大部分博客文章中往往反而会讲，就会讲的你很晕）。
这篇笔记记录给自己不定时翻出来看看回忆下，不会带一些需要大量篇幅才可以解释清楚的细节。
G1 GC的GC模式
内存分布
G1 中，将内存划分为多个大小相同的region，其中可以简单的认为分为新生代region和老年代region
与CMS相同：
- 新生代在N次GC后未被回收，进入老年代
- 大对象直接进老年代
GC收集模式
G1 GC的GC模式包含以下几种收集模式（内容来源于R大）：
- young GC（或者叫minor GC）：只收集young gen里的所有region，也就是eden和survivor。控制young GC开销的手段是动态改变young region的个数；
- mixed GC：收集young gen里的所有region，外加若干选定的old gen region。控制mixed GC开销的手段是选多少个、哪几个old gen region。
- 其实没有3了。G1 GC的控制范围内没有full GC。如果mixed GC无法跟上mutator分配的速度，导致没有足够的空region来完成mixed GC，那么就会使用serial old GC（ mark-compact）来对整堆收集一次。
所以G1 GC的GC，一般都在几个过程里：
- 要么在young gc，只回收新生代，可以类比和CMS一起用的young gc，用的是也是标记复制
- 要么在mixed GC，通过一次young GC来先做标记，然后再并发标记，并发标记后根据一个回收的耗时评估+你配置的预期停顿时间，来决定回收那些老年代old region。
- 要么在full gc，新生代和老年代都无法分配内存了，直接进入最原始的STW然后遍历整个堆做收集
G1 的GC细节（不那么细的）
G1 性能方面的优化
解决问题：新生代GC时，老年代对新生代的引用问题
概念1：卡表card table
可以先看下https://www.cnblogs.com/binyue/p/17281785.html
在新生代GC时，可能存在老年代对新生代的引用，此时想要回收新生代的对象，还需要扫描整个老年代吗？那岂不是等于full gc（扫描整个堆）了？卡表使用额外的空间减少扫描的消耗。
划重点：卡表是一个数据结构，用于记录老年代对象对新生代的引用，此时回收新生代时，只需要扫描那些卡表中有的老年代对象即可（不需要care卡表的实现细节
概念2：Remember Set
Remember Set是G1中用于解决回收时老年代引用新生代的问题的，因为G1的回收是针对Region的，所以要保证每个Region可以单独被回收，那么每个Region就需要记录自己的卡表
划重点：Remember Set是每个region维护的一个数据结构，里面维护了自己的卡表，在新生代回收时用于减小老年代扫描的规模
G1 回收正确性
解决问题：解决并发标记的正确性
因为标记过程与用户线程执行是并发的，所以会存在你标记后但是被修改了的情况，那么就会漏标或者多标
概念1：黑白灰标记
这里有一个模型来简化问题，即黑白灰标记，使用黑白灰来标记对象
- 黑色 - 该对象已经标记，且该对象的引用字段也都已经处理完或已经加到任务队列中
- 灰色 - 该对象已经标记，但是对象的引用字段还没有处理完
- 白色 - 该对象还没有标记
概念2：satb以及浮动垃圾
satb是一个解决并发标记问题的方案。在一开始，认为所有对象都是存活的。然后在标记过程中，使用一个数据结构，通过代码中在改变引用的前后加上指令，实现一个切面一样的效果，以此来在这个对象的引用改变的时候，记录那些变更了引用的对象到satb里去。
在实际清理前，只需要扫描satb里的对象就可以了。
satb会产生浮动垃圾（该回收的没标记，下次才能回收），但是不会漏标（不会因为并发标记的错误而导致实际内存泄露，即保证了正确性）。
概念3：新产生的内存，TopAtMarkStart，TAMS指针
在并发标记执行后，实际回收执行前。新产生的内存也应该是存活的，所以需要避免回收这部分，在region内定义一个指针，记录并发标记时的地址，大于该指针的内存全是并发标记后新产生的。
G1 回收保证吞吐
G1进行并发标记、最终标记、清理这三个阶段后，实际并没有回收内存。这里的清理阶段只是清理一些标记状态，并且把完全没有活对象的region整体回收到可分配的region列表里。
实际清理后，有一个完全可以独立执行的evacuation阶段，这个阶段根据标记的结果，分析每个老年代的region可回收信息，然后经过一堆统计学算法和你配置的信息的评估，决定回收哪些region。然后活对象拷贝到空region里去，回收原本的region的空间。
参考：
