G1垃圾回收器的优势
G1垃圾回收器（Garbage-First Garbage Collector，简称G1 GC）是Java虚拟机（JVM）中一种现代化的垃圾回收器，与其他垃圾回收器相比，它在性能和设计上具有许多显著的优势。以下是G1垃圾回收器的主要优点：
1. 低延迟，适合低停顿需求的应用
- 目标：可预测的停顿时间
G1 GC的核心设计目标是提供可预测的暂停时间，这使其非常适合对延迟敏感的应用程序，例如实时交易系统或低延迟服务。 - G1通过将内存划分为多个区域（Region），并优先回收垃圾最多的区域（“Garbage-First”），尽量减少回收所需的时间。
2. 分区化内存管理
- G1将堆内存划分为多个小的Region（而不是像传统垃圾回收器那样划分为固定的年轻代、老年代）。
- 每个Region可动态标记为年轻代、老年代或巨对象区（Humongous Region），可以灵活调整内存利用率，避免内存碎片问题。
3. 并行与并发回收
- G1 GC支持多线程并行回收，充分利用现代多核CPU的能力。
- 通过并发的标记和清理阶段，G1可以在应用程序运行时尽量减少“Stop-The-World（STW）”事件。
4. 增量式压缩
- 在传统垃圾回收器中，压缩（Compact）通常发生在老年代回收时，会导致较长的暂停时间。
- G1通过增量式压缩，将压缩工作分散到多个回收周期中，减少了单次暂停时间。
5. 预测性模型
- G1 GC允许开发者设置一个最大暂停时间目标（默认200ms），并通过垃圾回收的预测模型动态调整Region的回收策略，尽量满足应用的延迟需求。
6. 对大堆内存的支持
- G1 GC在处理大堆内存（如数十GB甚至更大）时表现优异，而传统垃圾回收器如CMS在大堆时可能会出现内存碎片或Full GC问题。
7. 避免传统GC的缺点
- 对比CMS（Concurrent Mark-Sweep）
- CMS虽然支持并发标记和清理，但存在内存碎片问题，导致应用可能需要执行Full GC。G1通过分区和增量式压缩解决了这个问题。
- 对比Parallel GC
- Parallel GC虽然吞吐量高，但单次垃圾回收的STW时间较长，而G1在吞吐量和低延迟之间取得了更好的平衡。
适用场景
G1 GC特别适合以下场景：
- 应用程序对暂停时间敏感，需要尽量减少STW事件。
- 应用程序运行在大堆内存环境中（如 > 4GB）。
- 需要避免内存碎片问题。
- 对性能稳定性要求较高的场景，例如在线服务、高并发环境等。
总结
G1垃圾回收器通过分区化内存管理、并发回收、增量压缩和预测性模型，解决了传统GC的许多问题，能够在低延迟和高吞吐量之间取得良好的平衡。因此，它被推荐为大多数现代Java应用程序的默认垃圾回收器。