jdk8如何用g1垃圾回收器

使用JDK8中的G1垃圾回收器的基本步骤包括：启动JVM时添加相关参数、理解G1垃圾回收器的基本原理、调整相关参数优化性能。其中，启动JVM时添加相关参数是最基础也是最重要的一步，因为它直接决定了JVM是否启用了G1垃圾回收器。

要使用G1垃圾回收器，首先需要在启动JVM时添加以下参数：

-XX:+UseG1GC

这个参数告诉JVM使用G1垃圾回收器而不是其他的垃圾回收器。除此之外，还可以根据应用程序的需求和硬件环境调整其他参数，例如最大暂停时间、堆内存大小等，以优化性能。

一、G1垃圾回收器的基本原理

G1（Garbage-First）垃圾回收器是JDK7u4及之后版本中引入的一种高性能垃圾回收器，它的设计目标是取代CMS（Concurrent Mark-Sweep）垃圾回收器。G1垃圾回收器通过分区（region）和预测模型来优化内存管理，以实现更低的暂停时间和更高的吞吐量。

1、分区（Region）

G1垃圾回收器将堆内存划分为多个大小相等的区域（Region），每个区域可以扮演年轻代（Young Generation）、老年代（Old Generation）或者Humongous区域的角色。这种分区方法使得G1垃圾回收器能够更加灵活地管理内存，并且能够在一定程度上避免内存碎片问题。

2、预测模型

G1垃圾回收器使用预测模型来确定哪些区域（Region）需要优先回收。通过跟踪每个区域的垃圾量和回收成本，G1垃圾回收器能够在每次回收时选择性地回收垃圾量最多且回收成本最低的区域。这种垃圾优先回收的策略使得G1垃圾回收器能够在确保较低暂停时间的同时，最大化内存回收效率。

二、如何启动G1垃圾回收器

1、基本参数配置

要启用G1垃圾回收器，只需在启动JVM时添加以下参数：

-XX:+UseG1GC

除此之外，还可以添加以下参数来调整堆内存大小和最大暂停时间：

-Xmx4g
-Xms4g
-XX:MaxGCPauseMillis=200

这些参数的含义分别是：设置最大堆内存为4GB，初始堆内存为4GB，最大垃圾回收暂停时间为200毫秒。

2、其他常用参数

除了基本参数外，G1垃圾回收器还提供了一些高级参数，用于进一步优化垃圾回收性能。例如：

-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=45
-XX:ConcGCThreads=4
-XX:ParallelGCThreads=8

这些参数的含义分别是：在堆内存使用超过45%时启动垃圾回收，使用4个线程进行并发标记，使用8个线程进行并行回收。

三、G1垃圾回收器的优势

1、低暂停时间

G1垃圾回收器的设计目标之一是实现低暂停时间。通过分区和预测模型，G1垃圾回收器能够在每次回收时选择性地回收垃圾量最多且回收成本最低的区域，从而减少每次回收所需的时间。这种设计使得G1垃圾回收器特别适合对暂停时间敏感的应用程序，例如在线交易系统、实时数据处理系统等。

2、并发标记和回收

G1垃圾回收器能够在应用程序运行的同时进行并发标记和回收，从而减少垃圾回收对应用程序性能的影响。这种并发标记和回收的特性使得G1垃圾回收器能够在确保较低暂停时间的同时，最大化内存回收效率。

四、G1垃圾回收器的调整和优化

1、调整堆内存大小

合理设置堆内存大小是优化G1垃圾回收器性能的基础。可以通过以下参数设置最大和初始堆内存大小：

-Xmx4g -Xms4g

通常情况下，最大堆内存大小应设置为物理内存的50%~~80%，初始堆内存大小应设置为最大堆内存大小的50%~~100%。

2、调整最大暂停时间

最大暂停时间是G1垃圾回收器的一个重要参数，它直接影响垃圾回收的频率和每次回收的时间。可以通过以下参数设置最大暂停时间：

-XX:MaxGCPauseMillis=200

通常情况下，最大暂停时间应设置为应用程序能够接受的最大暂停时间。例如，对于在线交易系统，可以将最大暂停时间设置为100~200毫秒。

3、调整并发标记和回收线程数

并发标记和回收线程数是影响G1垃圾回收器性能的重要参数。可以通过以下参数设置并发标记和回收线程数：

-XX:ConcGCThreads=4
-XX:ParallelGCThreads=8

通常情况下，并发标记线程数应设置为CPU核心数的1/4~~1/2，并行回收线程数应设置为CPU核心数的1/2~~3/4。

五、G1垃圾回收器的监控和调试

1、使用JVM监控工具

可以使用JVM自带的监控工具（如JVisualVM、JConsole）来监控G1垃圾回收器的运行情况。通过这些工具，可以实时查看堆内存使用情况、垃圾回收频率和时间、各个区域的内存分配情况等。

2、启用垃圾回收日志

可以通过以下参数启用垃圾回收日志，以便详细了解G1垃圾回收器的运行情况：

-XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintAdaptiveSizePolicy -XX:+PrintReferenceGC -Xloggc:/path/to/gc.log

启用垃圾回收日志后，JVM会将垃圾回收的详细信息记录到指定的日志文件中。通过分析垃圾回收日志，可以发现潜在的性能瓶颈，并进行相应的优化。

3、分析垃圾回收日志

垃圾回收日志包含大量详细信息，例如每次垃圾回收的时间、回收前后的堆内存使用情况、各个区域的内存分配情况等。通过分析这些日志，可以发现垃圾回收的频率和时间是否符合预期，是否存在内存泄漏等问题。常用的垃圾回收日志分析工具包括GCViewer、GCEasy等。

六、常见问题及解决方案

1、垃圾回收频率过高

如果发现垃圾回收频率过高，可以通过以下方式进行优化：

增大堆内存大小：通过增加最大和初始堆内存大小，减少垃圾回收的频率。
调整最大暂停时间：适当增加最大暂停时间，使每次垃圾回收能够回收更多的内存，从而减少垃圾回收的频率。
优化代码：检查代码是否存在频繁创建和销毁对象的情况，尽量减少对象的创建和销毁。

2、垃圾回收时间过长

如果发现垃圾回收时间过长，可以通过以下方式进行优化：

减少堆内存大小：通过减少最大和初始堆内存大小，减少每次垃圾回收的时间。
调整并发标记和回收线程数：适当增加并发标记和回收线程数，提高垃圾回收的效率。
调整最大暂停时间：适当减少最大暂停时间，使每次垃圾回收的时间控制在应用程序能够接受的范围内。

3、内存泄漏

如果发现内存泄漏，可以通过以下方式进行排查和解决：

启用垃圾回收日志：通过分析垃圾回收日志，查找内存泄漏的根源。
使用内存分析工具：使用JVisualVM、MAT（Memory Analyzer Tool）等内存分析工具，查找和分析内存泄漏的对象和引用链。
优化代码：检查代码是否存在未释放的对象引用，尽量及时释放不再使用的对象。

七、G1垃圾回收器在不同场景下的应用

1、在线交易系统

在线交易系统对暂停时间要求较高，因此G1垃圾回收器是一个理想的选择。可以通过以下参数配置G1垃圾回收器：

-XX:+UseG1GC
-Xmx4g
-Xms4g
-XX:MaxGCPauseMillis=100
-XX:ConcGCThreads=4
-XX:ParallelGCThreads=8

通过这些参数，可以确保在线交易系统在处理大量交易请求时，能够保持较低的暂停时间和较高的吞吐量。

2、实时数据处理系统

实时数据处理系统需要处理大量的数据，并且对暂停时间要求较高。可以通过以下参数配置G1垃圾回收器：

-XX:+UseG1GC
-Xmx8g
-Xms8g
-XX:MaxGCPauseMillis=200
-XX:ConcGCThreads=8
-XX:ParallelGCThreads=16

通过这些参数，可以确保实时数据处理系统在处理大量数据时，能够保持较低的暂停时间和较高的吞吐量。

八、总结

通过本文的介绍，相信大家对如何在JDK8中使用G1垃圾回收器有了一定的了解。G1垃圾回收器通过分区和预测模型，实现了低暂停时间和高吞吐量的目标，非常适合对暂停时间要求较高的应用程序。在实际应用中，可以根据应用程序的需求和硬件环境，调整相关参数，以优化G1垃圾回收器的性能。同时，通过监控和分析垃圾回收日志，可以发现潜在的性能瓶颈，并进行相应的优化。希望本文对大家在使用G1垃圾回收器时有所帮助。

如果需要项目团队管理系统来更好地协调研发工作，可以考虑使用研发项目管理系统PingCode和通用项目协作软件Worktile。这两个系统可以帮助团队更好地管理项目进度和任务，提高工作效率。