java架構之路-（JVM優化與原理）JVM之G1回收器和常見引數配置
過去的幾天裡，我把JVM內部的垃圾回收演算法和垃圾回收器。還剩下最後一個G1回收器沒有說，我們今天數一下G1回收器和常見的引數配置。
G1回收器
G1 (Garbage-First)是一款面向伺服器的垃圾收集器，主要針對配備多顆處理器及大容量記憶體的機器，以極高概率滿足GC停頓時間要求的同時,還具備高吞吐量效能特徵。我們會想一下我們上次課說的parNew+CMS回收器已經很厲害了，但是我們的伺服器是那種超大記憶體的伺服器呢？比如記憶體是32G的，可能最後我們的堆記憶體需要分配到十多個G，我們用parNew+CMS對於STW時間還是很長的，需要清理的越多，時間消耗越長啊，但是我們的G1垃圾回收器可以做到限制時間來收集，我們先看一下G1的模型圖。
來解釋一下這個圖，G1垃圾回收器，會把你的堆記憶體分為大小相等的獨立區域（Region），JVM最多可以分配2048個Region，一般Region大小等於堆大小除以2048，比如堆大小為4096M，則Region大小為2M，當然也可以 用引數"-XX:G1HeapRegionSize"手動指定Region大小，每個Region的狀態不確定，可能是Eden區域，也可能是Old區域，不需要原有的聯絡設定，這裡說一下以前沒有提到的Humongous區域，他是用來儲存大物件的，大物件的判定規則就是一個大物件超過了一個Region大小的50%，比如按 照上面算的，每個Region是2M，只要一個大物件超過了1M，就會被放入Humongous中視物件大小而定格子的連續數目。
預設年輕代對堆記憶體的佔比是5%，如果堆大小為4096M，那麼年輕代佔據200MB左右的記憶體， 對應大概是100個Region，可以通過“-XX:G1NewSizePercent”設定新生代初始佔比，在系統 執行中，JVM會不停的給年輕代增加更多的Region，但是最多新生代的佔比不會超過60%，可以 通過“-XX:G1MaxNewSizePercent”調整。年輕代中的Eden和Survivor對應的region也跟之前 一樣，預設8:1:1，假設年輕代現在有1000個region，eden區對應800個，s0對應100個，s1對應 100個。
G1收集器一次GC的運作過程大致分為以下幾個步驟:初始標記(initial mark，STW):暫停所有的其他執行緒，並記錄下gc roots直接能引用的物件，速度很快 ; 併發標記(Concurrent Marking):同CMS的併發標記 最終標記(Remark，STW):同CMS的重新標記 篩選回收(Cleanup，STW):篩選回收階段首先對各個Region的回收價值和成本進行排序，根據使用者所期望的GC停頓時間(可以用JVM引數 -XX:MaxGCPauseMillis指定)來制定回收計劃，就是說我們希望每次STW時間只是100ms，我們可以指定垃圾回收完成時間為100ms，但是100ms是不一定完全回收完成的，我們會按照每一個格子的回收消耗時間來排序，由小到大進行回收處理，直到時間為100ms為止。
與我們以前熟悉的YoungGC和OldGC所不同的是G1的回收器有三種GC，分別為： YoungGC： YoungGC並不是說現有的Eden區放滿了就會馬上觸發，G1會計算下現在Eden區回收大概要多久時間，如果回收時間遠遠小於引數 -XX:MaxGCPauseMills 設定的值，那麼增加年輕代的region，繼續給新物件存放，不會馬上做YoungGC，直到下一次Eden區放滿，G1計算回收時間接近引數 -XX:MaxGCPauseMills 設定的值，那麼就會觸發YoungGC
MixedGC：
不是FullGC，老年代的堆佔有率達到引數(-XX:InitiatingHeapOccupancyPercen)設定的值則觸發，回收所有的Young和部分Old(根據期望的GC停頓時間確定old區垃圾收集的優先順序)以及大物件區，正常情況G1的垃圾收集是先做MixedGC，主要使用複製演算法，需要把各個region中 存活的物件拷貝到別的region裡去，拷貝過程中如果發現沒有足夠的空region能夠承載拷貝物件 就會觸發一次Full GC
Full GC：
停止系統程式，然後採用單執行緒進行標記、清理和壓縮整理，好空閒出來一批Region來供下一次MixedGC使用，這個過程是非常耗時的。
JVM引數配置以及優化（JDK1.8）
棧相關
‐Xss->設定單個執行緒棧大小，比如-Xss512K，數值越小，一個執行緒棧裡能分配的棧幀就越少，說明可以開啟的執行緒數越多
方法區（元空間）
‐XX:MetaspaceSize->設定方法區的大小，也是觸發GC的閾值，比如‐XX:MetaspaceSize=256M
‐XX:MaxMetaspaceSiz->設定方法區的最大值，比如‐XX:MaxMetaspaceSize=256M
堆相關
‐Xms->jvm啟動時分配的記憶體，比如‐Xms200m
‐Xmx->jvm執行過程中分配的最大記憶體，比如‐Xms500m
‐Xmn->設定年輕代大小，比如‐Xmn2g
‐XX:NewSize->設定年輕代大小 比如‐XX:NewSize=2g
‐XX:PretenureSizeThreshold->可以設定大物件的大小，比如‐XX:PretenureSizeThreshold=100000000 單位為btye。
‐XX:MaxTenuringThreshold->設定分代年齡，比如‐XX:MaxTenuringThreshold=10 預設為15。‐XX:-HandlePromotionFailure->老年代分配擔保機制引數，1.8預設開啟。
‐XX:-UseAdaptiveSizePolicy->禁止JVM自動優化eden和Survivor預設比例8：1：1，反之JVM預設有這個引數‐XX:+UseAdaptiveSizePolicy，會導致這個比例自動變化。
‐XX:SurvivorRatio->設定Eden和Survivor大小比如 ‐XX:SurvivorRatio =8，注意Survivor區有兩個。表示Eden：Survivor=8：2，一個Survivor區佔整個年輕代的1/10。
‐XX:NewRatio->設定老年代和年輕代的比值大小 比如‐XX:NewRatio=4，表示年老代和年輕代比值為4：1。
回收器相關
Serial收集器
‐XX:+UseSerialGC->指定年輕代為Serial收集器
‐XX:+UseSerialOldGC->指定老年代為Serial收集器
ParNew收集器
‐XX:+UseParNewG->指定年輕代為ParNew收集器
Parallel Scavenge收集器
‐XX:+UseParallelGC->指定年輕代為Parallel收集器
‐XX:+UseParallelOldGC->指定老年代為Parallel收集器
‐XX:ParallelGCThreads->指定GC工作的執行緒數量
CMS收集器
‐XX:+UseConcMarkSweepGC->指定指定老年代為CMS收集器
‐XX:ConcGCThreads->併發的GC執行緒數
‐XX:+UseCMSCompactAtFullCollection->FullGC之後是否做壓縮整理(減少碎片)
‐XX:CMSFullGCsBeforeCompaction->多少次FullGC之後壓縮一次，預設是0，代表每次FullGC後都會壓縮一次，比如‐XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=0
‐XX:CMSInitiatingOccupancyFraction->當老年代使用達到該比例時會觸發FullGC(預設是92，這是百分比)，比如‐XX:CMSInitiatingOccupancyFaction=92
‐XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly->只使用設定的回收閾值(‐XX:CMSInitiatingOccupancyFraction設定的值)，如果不指定，JVM僅在第一次使用設定值，後續則會自動調整
‐XX:+CMSScavengeBeforeRemark->在CMSGC前啟動一次minor gc，目的在於減少老年代對年輕代的引用，降低CMS GC的標記階段時的開銷，一般CMS的GC耗時80%都在 remark階段
G1收集器
‐XX:+UseG1GC->開啟G1收集器
‐XX:G1HeapRegionSize->指定分割槽大小(1MB~32MB，且必須是2的冪)，預設將整堆劃分為2048個分割槽
‐XX:MaxGCPauseMillis->目標暫停時間(預設200ms)
‐XX:G1NewSizePercent->新生代記憶體初始空間(預設整堆5%)
‐XX:G1MaxNewSizePercent->新生代記憶體最大空間
‐XX:TargetSurvivorRatio->Survivor區的填充容量(預設50%)，Survivor區域裡的一批物件(年齡1+年齡2+年齡n的多個年齡物件)總和超過了Survivor區域的50%，此時就會把年齡n(含)以上的物件都放入老年代
‐XX:InitiatingHeapOccupancyPercent->老年代佔用空間達到整堆記憶體閾值(預設45%)，則執行 新生代和老年代的混合收集(MixedGC)，比如我們之前說的堆預設有2048個region，如果有接近 1000個region都是老年代的region，則可能就要觸發MixedGC了
‐XX:G1HeapWastePercent->預設5%，gc過程中空出來的region是否充足閾值，在混合回收的時候，對Region回收都是基於複製演算法進行的，都是把要回收的Region裡的存活物件放入其他 Region，然後這個Region中的垃圾物件全部清理掉，這樣的話在回收過程就會不斷空出來新的 Region，一旦空閒出來的Region數量達到了堆記憶體的5%，此時就會立即停止混合回收，意味著 本次混合回收就結束了。
‐XX:G1MixedGCLiveThresholdPercent->預設85%，region中的存活物件低於這個值時才會回收該region，如果超過這個值，存活物件過多，回收的的意義不大。
‐XX:G1MixedGCCountTarget->在一次回收過程中指定做幾次篩選回收(預設8次)，在最後一個篩選回收階段可以回收一會，然後暫停回收，恢復系統執行，一會再開始回收，這樣可以讓系統不至於單次停頓時間過長。
日誌調優相關
‐XX:+PrintGCDetails->列印GC日誌
‐XX:+PrintGCTimeStamps->列印GC時間
‐XX:+PrintGCDateStamps->列印GC日期
‐Xloggc->將GC日誌儲存為檔案，比如‐Xloggc:./gc.log
有興趣的小夥伴可以自學一下jmap ‐heap PID，jstat -gc PID（個人認為這個超級重要），javap -c ***.class，Jstack等調優命令，線上盡力別用jvisualvm命令，消耗效能，很多公司禁用jvisualvm命令
我們來回顧一下我們JVM都說了什麼知識點。
一，類載入過程：載入-驗證-準備-解析-初始化-使用-解除安裝
二，雙親委派機制。
三，記憶體執行模型（堆和棧）
四，記憶體分割槽老年代和年輕代，年輕代包含Eden區和Survivor區。
五，GC回收minor和fullGC，什麼時候會觸發fullGC，重點是物件動態年齡判斷和老年代擔保分配機制。
六，垃圾回收的演算法，三種，複製，標記清理，標記整理。
七，垃圾回收器五種，序列的Serial，並行的parNew，高CPU的Parallel，常用的CMS和大記憶體的G1。
八，常用命令。
很多都是孰能生巧的，細節的還有很多，JVM優化路我給你們指出了，剩下的還需要你們自己去探索，加油~！！！
再不會調優的可以來私信我，我可以嘗試為你提出免費除錯建議。
