说明:JDK7和JDK8的Region划分实现略有不同(差异非常小,且只有-Xmx和-Xms的值不一样才有区别),本篇文章讲解的是JDK8中Region的划分实现;如果要了解JDK7的Region划分实现,请参考JDK7 headpRegion.cpp

源码分析

G1 Region划分的实现源码在headpRegion.cpp中,摘取部分核心源码如下:

// Minimum region size; we won't go lower than that.
// We might want to decrease this in the future, to deal with small
// heaps a bit more efficiently.
#define MIN_REGION_SIZE  (      1024 * 1024 )// Maximum region size; we don't go higher than that. There's a good
// reason for having an upper bound. We don't want regions to get too
// large, otherwise cleanup's effectiveness would decrease as there
// will be fewer opportunities to find totally empty regions after
// marking.
#define MAX_REGION_SIZE  ( 32 * 1024 * 1024 )// The automatic region size calculation will try to have around this
// many regions in the heap (based on the min heap size).
#define TARGET_REGION_NUMBER          2048size_t HeapRegion::max_region_size() {return (size_t)MAX_REGION_SIZE;
}// 这个方法是计算region的核心实现
void HeapRegion::setup_heap_region_size(size_t initial_heap_size, size_t max_heap_size) {uintx region_size = G1HeapRegionSize;// 是否设置了G1HeapRegionSize参数,如果没有配置,那么按照下面的方法计算;如果设置了G1HeapRegionSize就按照设置的值计算if (FLAG_IS_DEFAULT(G1HeapRegionSize)) {// average_heap_size即平均堆的大小,(初始化堆的大小即Xms+最大堆的大小即Xmx)/2size_t average_heap_size = (initial_heap_size + max_heap_size) / 2;// average_heap_size除以期望的REGION数量得到每个REGION的SIZE,与MIN_REGION_SIZE取两者中的更大值就是实际的REGION_SIZE;从这个计算公式可知,默认情况下如果JVM堆在2G(TARGET_REGION_NUMBER*MIN_REGION_SIZE)以下,那么每个REGION_SIZE都是1M;region_size = MAX2(average_heap_size / TARGET_REGION_NUMBER, (uintx) MIN_REGION_SIZE);}// region_size的对数值int region_size_log = log2_long((jlong) region_size);// 重新计算region_size,确保它是最大的小于或等于region_size的2的N次方的数值,例如重新计算前region_size=33,那么重新计算后region_size=32;重新计算前region_size=16,那么重新计算后region_size=16;// Recalculate the region size to make sure it's a power of// 2. This means that region_size is the largest power of 2 that's// <= what we've calculated so far.region_size = ((uintx)1 << region_size_log);// 确保计算出来的region_size不能比MIN_REGION_SIZE更小,也不能比MAX_REGION_SIZE更大// Now make sure that we don't go over or under our limits.if (region_size < MIN_REGION_SIZE) {region_size = MIN_REGION_SIZE;} else if (region_size > MAX_REGION_SIZE) {region_size = MAX_REGION_SIZE;}// 与MIN_REGION_SIZE和MAX_REGION_SIZE比较后,再次重新计算region_size// And recalculate the log.region_size_log = log2_long((jlong) region_size);... ...
}

源码解读:
MIN_REGION_SIZE:允许的最小的REGION_SIZE,即1M,不可能比1M还小;
MAX_REGION_SIZE:允许的最大的REGION_SIZE,即32M,不可能比32M更大;限制最大REGION_SIZE是为了考虑GC时的清理效果;
TARGET_REGION_NUMBER:JVM对堆期望划分的REGION数量,而不是实际划分的REGION数量;

计算演示

1、 验证下面这段源码,即如果配置了XX:G1HeapRegionSize,那么以配置为准;否则以计算为准:

// JDK8的实现
if (FLAG_IS_DEFAULT(G1HeapRegionSize)) {size_t average_heap_size = (initial_heap_size + max_heap_size) / 2;region_size = MAX2(average_heap_size / TARGET_REGION_NUMBER, (uintx) MIN_REGION_SIZE);
}// JDK7的实现
if (FLAG_IS_DEFAULT(G1HeapRegionSize)) {// We base the automatic calculation on the min heap size. This// can be problematic if the spread between min and max is quite// wide, imagine -Xms128m -Xmx32g. But, if we decided it based on// the max size, the region size might be way too large for the// min size. Either way, some users might have to set the region// size manually for some -Xms / -Xmx combos.region_size = MAX2(min_heap_size / TARGET_REGION_NUMBER,(uintx) MIN_REGION_SIZE);
}

这是JDK7和JDK8关于REGION_SIZE计算唯一的区别,事实上当Xmx和Xms的值不一样时,JVM不太好自动计算region_size,JDK7的注释进一步的解释了,且建议某些-Xms/-Xmx组合情况下,用户自己设置REGION_SIZE

  • 计算为准
    假设配置JVM参数-Xmx6144m -Xms2048m,那么计算过程如下:
  1. average_heap_size=(6144m+2048m)/2=4096m
  2. region_size=max(4096m/2048, 1m)=2m
  3. region_size_log=21(因为2^21=2*1024*1024<=2m)
  4. region_size=2^21=2m(保证region_size的值为2^n)
  5. region_size=2m(因为MIN_REGION_SIZE<=2m<=MAX_REGION_SIZE)
  • 配置为准
    假设配置JVM参数-Xmx1024m -Xms1024m -XX:G1HeapRegionSize=4m,那么计算过程如下:
  1. region_size=4m
  2. region_size_log=22(因为2^22<=4m)
  3. region_size=2^22=4m
  4. region_size=4m(因为MIN_REGION_SIZE<=1m<=MAX_REGION_SIZE)

2、 验证下面这段源码,即region_size的值一定是2^n:

int region_size_log = log2_long((jlong) region_size);
region_size = ((uintx)1 << region_size_log);

假设配置JVM参数-Xmx3072m -Xms3072m,那么计算过程如下:

  1. average_heap_size=(3072m+3072m)/2=3072m
  2. region_size=max(3072m/2048, 1m)=1.5*1024*1024
  3. region_size_log=20(因为2^20<1.5*1024*1024<2^21)
  4. region_size=2^20=1m(保证region_size的值为2^n)
  5. region_size=1m(因为MIN_REGION_SIZE<=1m<=MAX_REGION_SIZE)

3、 验证下面这段源码,即region_size的值一定是在[MIN_REGION_SIZE, MAX_REGION_SIZE]这个范围:

if (region_size < MIN_REGION_SIZE) {region_size = MIN_REGION_SIZE;
} else if (region_size > MAX_REGION_SIZE) {region_size = MAX_REGION_SIZE;
}

假设配置JVM参数-Xmx1024m -Xms1024m -XX:G1HeapRegionSize=64m,那么计算过程如下:

  1. region_size=64m
  2. region_size_log=26(因为2^26<=64m)
  3. region_size=2^26=64m
  4. region_size=32m(因为region_size必须在[MIN_REGION_SIZE, MAX_REGION_SIZE]之间)

REGION_SIZE总结

通过上面的分析可知G1垃圾回收时JVM分配REGION的SIZE有如下要求:
1、如果配置了-XX:G1HeapRegionSize,那么先以配置的值为准;否则以计算为准;
2、根据第一步计算得到的REGION_SIZE,取不能大于它的最大的2^n的值为第二步计算得到的REGION_SIZE的值
3、把第二步计算得到的REGION_SIZE和MIN_REGION_SIZE比较,如果比MIN_REGION_SIZE还小,那么MIN_REGION_SIZE就是最终的region_size;否则再把REGION_SIZE和MAX_REGION_SIZE比较,如果比MAX_REGION_SIZE还大,那么MAX_REGION_SIZE就是最终的region_size;如果REGION_SIZE在[MIN_REGION_SIZE, MAX_REGION_SIZE]之间,那么REGIOIN_SIZE就是最终的region_size;

验证方式

通过下面这段源码配置JVM参数即可验证JDK8 G1中REGION_SIZE的计算方式:

import java.util.UUID;/*** @author afei*/
public class StringTest {public static void main(String[] args) throws Exception {for (int i=0; i<Integer.MAX_VALUE; i++){// 利用UUID不断生成字符串,这些字符串都会在堆中分配,导致不断塞满Eden区引起YoungGCUUID.randomUUID().toString();if (i>=100000 && i%100000==0){System.out.println("i="+i);Thread.sleep(3000);}}Thread.sleep(3000);}
}

JVM参数:java -XX:+UseG1GC -verbose:gc ${HEAP_OPTS} -XX:+PrintHeapAtGC StringTest,其中${HEAP_OPTS}由上面计算演示过程中提供的JVM参数取代即可,例如:java -XX:+UseG1GC -verbose:gc -Xmx6144m -Xms2048m -XX:+PrintHeapAtGC StringTest,GC日志如下,从GC日志中可以看出region size为2048k:

i=100000
{Heap before GC invocations=0 (full 0):garbage-first heap   total 2097152K, used 104448K [0x0000000640000000, 0x0000000640202000, 0x00000007c0000000)region size 2048K, 51 young (104448K), 0 survivors (0K)Metaspace       used 2863K, capacity 4486K, committed 4864K, reserved 1056768Kclass space    used 308K, capacity 386K, committed 512K, reserved 1048576K
[GC pause (G1 Evacuation Pause) (young) 102M->440K(2048M), 0.0093728 secs]
Heap after GC invocations=1 (full 0):garbage-first heap   total 2097152K, used 440K [0x0000000640000000, 0x0000000640202000, 0x00000007c0000000)region size 2048K, 1 young (2048K), 1 survivors (2048K)Metaspace       used 2863K, capacity 4486K, committed 4864K, reserved 1056768Kclass space    used 308K, capacity 386K, committed 512K, reserved 1048576K
}
i=200000
... ...

G1垃圾回收器REGION SIZE说明相关推荐

  1. 垃圾回收器之 G1 垃圾回收器

    4.4 G1 定义:Garbage First 2004论文发布 2009 JDK 6u14 体验 2012 JDK 7u4 官方支持 2019 JDK9 默认 (废弃了之前的 CMS 垃圾回收器) ...

  2. jvm性能调优 - 18白话G1垃圾回收器的工作原理

    文章目录 ParNew + CMS的组合的痛点 G1垃圾回收器 G1是如何做到对垃圾回收导致的系统停顿可控的? Region可能属于新生代也可能属于老年代 总结 ParNew + CMS的组合的痛点 ...

  3. JVM面试必问:G1垃圾回收器

    摘要:G1垃圾回收器是一款主要面向服务端应用的垃圾收集器. 本文分享自华为云社区<JVM面试高频考点:由浅入深带你了解G1垃圾回收器!!!>,原文作者:Code皮皮虾 . G1垃圾回收器介 ...

  4. 031、jvm实战总结:动手实验:线上系统部署如果采用G1垃圾回收器,应该如何设置参数?

     1.前文回顾 1.G1中有新 .老.大三种Region 2.新生代回收条件:新生代Eden区满的时候 3.新生代GC仍然采用复制算法 4.控制停顿时间,对Region进行挑选回收 5.进入老年的条件 ...

  5. 029、JVM实战总结:大厂面试题:最新的G1垃圾回收器的工作原理,你能聊聊吗

    1.ParNew + CMS的组合让我们有哪些痛点? 痛点:STW,且停顿时间不可控 G1垃圾回收器比~更好的垃圾回收性能 2.G1垃圾回收器 G1 同时回收新生代和老年代的对象,把java堆拆分为多 ...

  6. G1垃圾回收器在并发场景调优

    一.序言 目前企业级主流使用的Java版本是8,垃圾回收器支持手动修改为G1,G1垃圾回收器是Java 11的默认设置,因此G1垃圾回收器可以用很长时间,现阶段垃圾回收器优化意味着针对G1垃圾回收器优 ...

  7. G1垃圾回收器详细解读

    最新的 G1 垃圾回收器 目录结构 1.G1垃圾回收器概述 2.设定内存大小 3.新生代垃圾回收 4.老年代垃圾回收 5.大对象回收分配策略 6. 混合垃圾回收 (Mixed-GC) 7. 总结 Pa ...

  8. 一文搞懂G1垃圾回收器

    G1是从JDK9之后的默认垃圾回收器,其功能强大,性能优异,不过目前市面的材料不算多,很多都是抄来抄去,讲得也不太清楚.经过仔细阅读oracle官网以及相关的材料,从整体上梳理了G1的过程,希望这一文 ...

  9. CMS垃圾回收器和G1垃圾回收器区别

    1.引言 我们知道java在C++语言的基础上演变而来.java垃圾回收机制是java和C++等语言的一个重要区别,让java程序员可以不用像C++程序员那样为内存回收而提心吊胆,而是专注于业务逻辑. ...

最新文章

  1. 活动推荐|20位大咖齐聚,“中国首届沉浸产业发展论坛”10月底将于南京召开...
  2. 【Paper】An Experiment Comparing Double Exponential Smoothing and Kalman Filter-Based Predict
  3. 解决SecureCRT中文版数据库里没找到防火墙'无'的错误提示
  4. sql 合并相同条件的字段
  5. 随便写写2014创业记(二)
  6. 华为2015年实习生招聘考试试题
  7. 噪声与振动控制工程手册_声学分享客噪声与振动控制篇大型隔振工程案例介绍...
  8. 前端学习(3214):state的一个简洁方式
  9. day43,使用朋友pyMySQL连接数据库
  10. 开源代码是下一轮攻击潮的重灾区
  11. NOI训练行动路线图
  12. [C++]C++连接MySQL,封装为class(兼容x86和x64)
  13. cad横断面图转文本
  14. 杂记 - 0002 - 衣服 - 尺寸表与跳码
  15. 随机森林的构建过程(机器学习)
  16. win10 mysql8.0修改密码
  17. 计算机打开查看方式默认是什么样,如何更改win10系统电脑图片的查看方式 怎么将电脑图片查看方式改成缩略图...
  18. 《财务自由之路I》阅读笔记2021-03-16
  19. Word2Vec+ Word Embedding
  20. Xcode4 修改公司名称

热门文章

  1. vs2015 +qt basler相机添加pylon配置
  2. java实现excel导入导出(jxl),Java面试题及解析
  3. 69道Spring面试题和解答
  4. API网关Kong(三):功能梳理和插件使用-基本使用过程
  5. 解析:Outlook弹框问题
  6. WireShark基本使用(1)第一章WireShark简介+练习题
  7. 最全RocketMQ学习资料
  8. C语言实现:任意进制转换
  9. C语言学习笔记06-占位符格式、C基本类型及逃逸字符一些细节(附介绍BCD码)
  10. 论文绘图软件和论文赶稿注意事项+ESLWriter自助写论文+论文排版和LaTeX书写方法介绍