JVM 中一次完整的 GC 流程是怎样的？

#Java#面试八股

JVM 中一次完整的 GC 流程是怎样的？

结论先行：以 G1 为例，一次完整的 GC 周期不是「一次停顿」，而是Young GC → 并发标记周期 → 混合回收（Mixed GC）→ 兜底 Full GC 的组合。对象先在 Eden 分配，Eden 满触发 Young GC；当老年代占用超过阈值（默认 45%）启动并发标记，标记完成后进入若干轮混合回收，逐步清掉老年代中垃圾占比高的 Region；如果回收速度追不上分配速度，才会退化成一次 Full GC。

一、完整周期

对象分配（Eden / TLAB）
   │ Eden 满
   ▼
① Young GC（STW）：Eden + Survivor 存活对象 → 新 Survivor 或晋升
   │ 老年代占用 ≥ InitiatingHeapOccupancyPercent（默认 45%）
   ▼
② 并发标记周期
   ├─ 初始标记（STW，借一次 Young GC 完成）
   ├─ 根区域扫描（并发）
   ├─ 并发标记（并发，SATB 写前屏障）
   ├─ 重新标记（STW，处理 SATB 队列）
   └─ 清理（并发，统计各 Region 存活率）
   ▼
③ 混合回收（多轮 Mixed GC）：Young Region + 垃圾占比高的 Old Region
   │ 若晋升速率 > 回收速率，或 Humongous 分配失败
   ▼
④ Full GC（STW，单线程标记-整理，兜底）

二、各阶段在做什么

阶段	是否 STW	主要动作	日志关键字
Young GC	是	复制 Eden/Survivor 存活对象，处理晋升	`Pause Young (Normal)`
初始标记	是	标记 GC Roots 直接可达对象	`Pause Young (Concurrent Start)`
并发标记	否	遍历对象图，SATB 记录引用删除	`Concurrent Mark Cycle`
重新标记	是	处理 SATB 缓冲，完成最终标记	`Pause Remark`
清理	否	统计 Region 存活率，回收全空 Region	`Concurrent Cleanup`
混合回收	是	回收 Young + 部分 Old Region	`Pause Young (Mixed)`
Full GC	是	整堆标记-整理，压缩	`Pause Full`

三、日志里的一个真实周期

[2.315s][info][gc] GC(0) Pause Young (Normal) (G1 Evacuation Pause) 512M->48M(1024M) 12.431ms
[5.902s][info][gc] GC(1) Pause Young (Normal) (G1 Evacuation Pause) 560M->96M(1024M) 15.207ms
[8.441s][info][gc] GC(2) Pause Young (Concurrent Start) (G1 Evacuation Pause) 604M->148M(1024M) 18.002ms
[8.441s][info][gc] GC(2) Concurrent Mark Cycle
[9.120s][info][gc] GC(2) Pause Remark 172M->172M(1024M) 2.114ms
[9.402s][info][gc] GC(2) Pause Cleanup 176M->176M(1024M) 0.089ms
[9.883s][info][gc] GC(3) Pause Young (Mixed) (G1 Evacuation Pause) 420M->132M(1024M) 21.553ms

三段信息要会读：512M->48M(1024M) 是「回收前 → 回收后（堆总容量）」，Pause Young (Concurrent Start) 表示这次 Young GC 顺带启动了并发标记，Mixed 说明这一轮带上了老年代 Region。

四、让一次完整周期跑出来

# 小堆 + 低阈值，几秒内就能看到完整的 Young / Mixed / Full 链路
java -Xms256m -Xmx256m \
     -XX:+UseG1GC \
     -XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=20 \
     -XX:G1HeapRegionSize=4m \
     -Xlog:gc*:stdout:time,uptime \
     -jar gc-demo.jar

# 想观察兜底 Full GC：让晋升速率超过回收速率即可
java -Xms128m -Xmx128m -XX:+UseG1GC -XX:G1ReservePercent=5 -jar gc-demo.jar

五、常见追问

追问	回答要点
为什么初始标记要借一次 Young GC	G1 利用 Young GC 的 STW 窗口顺带完成，避免额外停顿，所以日志里显示 `(Concurrent Start)`
SATB 解决什么问题	并发标记期间引用被删除时，按快照把旧引用记下来，保证不漏标
混合回收会回收所有 Old Region 吗	不会，只回收「垃圾占比高于阈值」的 Region，分多轮完成，这就是 `MaxMixedGcCount` 的意义
Full GC 一定是灾难吗	是信号不是原因：说明收集器已经失控，要查 Humongous 分配、晋升速率、`-XX:G1ReservePercent`
CMS 的完整流程有何不同	CMS 没有 Mixed 概念，直接「初始标记 → 并发标记 → 重新标记 → 并发清除」，兜底是带压缩的 Full GC

小结

一次完整 GC 周期是「复制回收新生代 → 并发标记老年代 → 分批混合回收 → 失败则整堆兜底」。能把日志行对应到阶段，就已经超过大多数只会背名词的答案了。

笔记加载中…