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Young GC
前文提到，Young GC（如下簡稱YGC）是指新生代垃圾回收，下面將詳細討論G1的YGC過程。架構
選擇CSetoop
YGC的回收過程位於 G1CollectedHeap::do_collection_pause_at_safepoint()，在進行垃圾回收前它會建立一個清理集CSet（Collection Set），存放須要被清理的Region。選擇合適的Region放入CSet是爲了讓G1達到用戶指望的合理的停頓時間。CSet的建立過程如代碼清單11-2所示：spa
代碼清單11-2 選擇Region放入CSet線程
void G1Policy::finalize_collection_set(...) {
// 先選擇新生代Region，用戶指望的最大停頓時間是target_pause_time_ms
// G1計算出清理新生代Region的可能用時後，會將剩下的時間（time_remaining_ms）給老年代
double time_remaining_ms =
_collection_set->finalize_young_part(...);
_collection_set->finalize_old_part(time_remaining_ms);
}
G1的YGC只負責清理新生代Region，所以finalize_old_part()不會選擇任何Region，因此只須要關注finalize_young_part()。finalize_young_part會在將全部Eden和Survivor Region加入CSet後準備垃圾回收。code
G1在evacuate_collect_set()中建立G1ParTask，而後阻塞，直到G1ParTask執行完成，這意味着整個YGC期間應用程序是STW的。相似Parallel GC的YGC，G1ParTask的執行由線程組GangWorker完成，以儘可能減小STW時間。不難看出，YGC的實際工做位於G1ParTask，它主要分爲三個階段：對象
1）清理根集（ G1RootProcessor::evacuate_roots）；隊列
2）處理RSet（ G1RemSet::oops_into_collection_set_do）；rem
3）對象複製（ G1ParEvacuateFollowersClosure::do_void）。get
清理根集
第一階段是清理根集。第10章提到HotSpot VM不少地方都屬於GCRoot，G1ParTask的evacuate_roots()會從這些GC Root出發尋找存活對象。以線程棧爲例，G1會掃描虛擬機全部JavaThread和VMThread的線程棧中的每個棧幀，找到其中的對象引用，並對它們應用G1ParCopyClosure，如代碼清單11-3所示：
代碼清單11-3 G1ParCopyClosure
void G1ParCopyClosure<barrier, do_mark_object>::do_oop_work(T* p) {
...
oop obj = CompressedOops::decode_not_null(heap_oop);const InCSetState state = _g1h->in_cset_state(obj);
// 若是對象屬於CSet
if (state.is_in_cset()) {
oop forwardee;
markOop m = obj->mark_raw();
if (m->is_marked()) { // 若是已經複製過則直接返回複製後的新地址
forwardee = (oop) m->decode_pointer();
} else { // 將它複製到Survivor Region，返回新地址
forwardee = _par_scan_state->copy_to_survivor_space(...);
}
// 修改根集中指向該對象的引用，指向Survivor中複製後的對象
RawAccess<IS_NOT_NULL>::oop_store(p, forwardee);
...
} else {
...
}
}
清理根集的核心代碼是copy_to_survivor_space，它將Eden Region中年齡小於15的對象移動到Survivor Region，年齡大於等於15的對象移動到Old Region。以前根集中的引用指向Eden Region對象，對這些引用應用G1ParCopyClosure以後，Eden Region的對象會被複制到SurvivorRegion，因此根集的引用也須要相應改變指向，如圖11-3所示。
圖11-3 清理根集
copy_to_survivor_space在移動對象後還會用G1ScanEvacuatedObjClosure處理對象的成員，若是成員也屬於CSet，則將它們放入一個G1ParScanThreadState隊列，等待第三階段將它們複製到Survivor Region。總結來講，第一階段會將根集直接可達的對象複製到Survivor Region，並將這些對象的成員放入隊列，而後更新根集指向。
處理RSet
第一階段標記了從GC Root到Eden Region的對象，對於從OldRegion到Eden Region的對象，則須要藉助RSet，這一步由G1ParTask的 G1RemSet::oops_into_collection_set_do完成，它包括更新RSet（update_rem_set）和掃描RSet（scan_rem_set）兩個過程。
scan_rem_set遍歷CSet中的全部Region，找到引用者並將其做爲起點開始標記存活對象。
對象複製
通過前面的步驟後，YGC發現的全部存活對象都會位於G1ParScanThreadState隊列。對象複製負責將隊列中的全部存活對象複製到Survivor Region或者晉升到Old Region，如代碼清單11-4所示：
代碼清單11-4 對象複製
template <class T> void G1ParScanThreadState::do_oop_evac(T* p) {
// 只複製位於CSet的存活對象
oop obj = RawAccess<IS_NOT_NULL>::oop_load(p);
const InCSetState in_cset_state = _g1h->in_cset_state(obj);
if (!in_cset_state.is_in_cset()) {
return;
}
// 將對象複製到Survivor Region（或晉升到Old Region）
markOop m = obj->mark_raw();
if (m->is_marked()) {
obj = (oop) m->decode_pointer();
} else {
obj = copy_to_survivor_space(in_cset_state, obj, m);
}
RawAccess<IS_NOT_NULL>::oop_store(p, obj);
// 若是複製後的Region和複製前的Region相同，直接返回
if (HeapRegion::is_in_same_region(p, obj)) {
return;}
// 若是複製前Region是老年代，如今複製到Survivor/Old Region，
// 則會產生跨代引用，須要更新RSet
HeapRegion* from = _g1h->heap_region_containing(p);
if (!from->is_young()) {
enqueue_card_if_tracked(p, obj);
}
}
對象複製是YGC的最後一步，在這以後新生代全部存活對象都被移動到Survivor Region或者晉升到Old Region，以前的Eden空間能夠被回收（Reclaim）。另外，YGC複製算法至關於作了一次堆碎片的清理工做，如整理Eden Region可能存在的碎片。