在G1HeapWastePercent中将G1设置为零的后果

Question

您好，我正在生产中使用G1 (Hotspot JDK 11)，并试图了解它是如何工作的。据我所知，G1中的旧GC只清理那些满是垃圾的区域，否则就会将区域放入某个队列中。

稍后，混合GC被触发，它将用amount of Old generations/G1MixedGCCountTarget老区域来清理年轻区域。要扫描的旧区域由G1MixedGCLiveThresholdPercent确定，默认为65%，即如果65 %的区域是垃圾，那么它将被清理。

然而，我不确定我是否理解G1HeapWastePercent的含义。从正式文件

设置您愿意浪费的堆的百分比。当>可回收百分比小于堆浪费百分比时，Java >HotSpot VM不会启动混合垃圾收集周期。缺省值是10 %。此设置在Java 23的HotSpot VM中不可用。

比方说，区域里有65%的垃圾。G1开始将生命对象从年轻区域移动到填充垃圾的单一旧区域，一旦该区域仅包含10 %的垃圾，G1就切换到另一个旧区域。如果我的假设是正确的，那么将G1HeapWastePercent设置为0将完全填充这个区域的生命对象。是对的吗？如果时间延迟不是我的应用程序的优先级，那么将G1HeapWastePercent设置为零会有什么好处吗？

Answer 1

首先，我认为您可能误解了G1MixedGCLiveThresholdPercent的效果( Jdk7中的默认值为65%，Jdk 11中的85%为65%)。G1MixedGCLiveThresholdPercent不是垃圾对象的空间比率，而是活动对象的空间比率。如果一个区域中的活动对象的空间超过85% (在jdk11中)，则该区域将不会被选择到collection set (要回收的区域集合)中。

其次，G1HeapWastePercent( Jdk7中默认值为10%，Jdk11中为5% )是触发混合GC和退出混合GC的一个条件。当collection set中的垃圾对象占堆分配空间总数的5%以上时，将触发混合GC，而退出混合GC的充分条件之一，即collection set中的垃圾对象率低于5%。

因此，如果G1HeapWastePercent设置为0%，只要收集集中存在垃圾对象，混合GC就会被触发。然后，退出混合GC的充分条件是collection set为空，因为每个混合GC将从collection set中删除回收区域。

最后，我想向您解释G1 GC的执行过程，以便您能够更好地理解整个过程。

G1包含三个阶段，concurrent marking、Only Young GC和Mixed GC。一般程序如下：

1. 在Only Young GC结束时，将判断是否有必要启动concurrent marking
2. 完成concurrent marking后，将计算每个区域(旧代)中的活动对象和垃圾对象占用的空间。
   1. 然后生成collection set (待回收的旧区域集合)，只有存活对象的大小超过G1MixedGCLiveThresholdPercent的老代区域才能进入collection set。
   2. 在此之后，对collection set进行排序，_gc_efficiency排名第一。

3. 如果reclaimable_percent of collection set超过G1HeapWastePercent %，则稍后将触发Mixed GC。
4. Mixed GC将选择所有年轻区域，并回收旧地区的old_region_length。
   1. 在混合GC执行结束时，如果reclaimable_percent仍然超过G1HeapWastePercent%，那么Mixed GC将在以后再次执行。

让我解释以下几个参数和概念：

G1MixedGCLiveThresholdPercent

1. openjdk11中的默认值为85，G1MixedGCLiveThresholdPercent
2. 相关的使用位置是字节数，它用于计算单个区域内物体存活率的阈值。超过此阈值的区域将不会进入collection set。

_gc_efficiency

1. 单个区域的回收价值
2. _gc_efficiency = the size of garbage objects in a single region / the time it takes to transfer this region
3. 如果该区域中有更多的垃圾对象，并且传输所需的时间越短，_gc_efficiency就会越高。

G1HeapWastePercent

1. openjdk11中的默认值是5，G1HeapWastePercent
2. 相关代码混合用于确定下一个GC是否为Mixed GC。

reclaimable_percent

1. reclaimable_percent = garbage object size / total space size
2. 这里的垃圾对象是指collection set中垃圾对象的总大小。

G1MixedGCCountTarget

1. openjdk11中的默认值是8，G1MixedGCCountTarget
2. 指示一旦触发混合GC，期望执行8混合GC。

G1OldCSetRegionThresholdPercent

1. openjdk11中的默认值是10，G1OldCSetRegionThresholdPercent
2. 每次混合GC时，所选的old_region_length都有一个最大值。
3. 最大值= the number of allocated regions in heap * 10 / 100

old_region_length

1. 此值意味着此Mixed GC选择collecion set中的旧区域的old_region_length进行回收
2. 此值的下限为min_old_cset_length，上限为max_old_cset_length。
3. min_old_cset_length = the size of collection set / G1MixedGCCountTarget。
4. max_old_cset_length = the number of allocated regions in heap * G1OldCSetRegionThresholdPercent / 100
5. 因为G1将严格控制每个GC Pause Time，所以最终的old_region_length受gc暂停时间的限制。但是混合GC会将collecion set中尽可能多的区域放入old_region_length，直到回收这些区域所需的总时间接近估计的GC Pause Time为止。