G1垃圾收集器通过将堆划分为固定大小的Region并采用增量式回收与优先级调度，实现可控的GC停顿时间；每个Region可动态扮演Eden、Survivor或Old角色，Mixed GC按垃圾密度选择Old Region回收，依赖Remembered Sets避免全堆扫描，并通过预测模型动态调整回收集以逼近-XX:MaxGCPauseMillis目标。
G1 垃圾收集器通过将堆划分为固定大小的 Region（区域），配合增量式回收与优先级调度，实现对 GC 停顿时间的可控性。它不追求一次清理全部垃圾，而是每次只回收一部分“收益高、耗时低”的 Region，从而把单次停顿压缩在用户设定的目标范围内（如 -XX:MaxGCPauseMillis=200）。
Region 是 G1 的基本管理单元
整个 Java 堆被等分为多个大小相等的 Region（默认 1~32 MB，由堆总大小自动推算）。每个 Region 可独立扮演 Eden、Survivor 或 Old 角色，不再有物理上的年轻代/老年代边界。这种灵活划分让 G1 能按需选取部分 Region 进行回收，避免传统 GC 中整代扫描带来的长停顿。
- Region 大小在 JVM 启动时确定，运行中不可变
- 一个 Region 不会跨代混存对象（比如不会同时存新生对象和长期存活对象），但逻辑上可动态归属不同代
- Humongous Region 专门存放超过一半 Region 大小的大对象（如大数组），减少碎片化影响
回收过程聚焦“增量 + 优先级”
G1 不再分代整体回收，而是每次 GC 周期中，根据预测模型选出一组最值得回收的 Region（即“回收集”，Collection Set），优先处理那些垃圾比例高、复制成本低、能快速释放空间的 Region。
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- 通过 Remembered Sets（RSet）跟踪跨 Region 引用，避免全堆扫描——每个 Region 维护自己的 RSet，记录哪些其他 Region 有指向它的引用
- Young GC：只回收所有 Eden + 部分 Survivor Region；Mixed GC：在 Young GC 基础上，额外加入若干 Old Region（依据其垃圾密度排序）
- 停顿目标驱动回收范围：G1 会估算每个 Region 的回收耗时与收益，动态调整本次 Mixed GC 加入多少 Old Region，确保总耗时不超过 MaxGCPauseMillis
预测模型依赖历史数据与实时反馈
G1 内部维护一套统计模型，持续记录各 Region 的回收耗时、存活对象大小、GC 频率等指标，并结合当前堆使用情况预测下一轮回收行为。
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- 每次 GC 后更新预测参数（如平均复制速度、对象晋升速率），用于下次选择更精准的回收集
- 如果某次实际停顿超出目标，G1 会自动收紧下次回收的 Region 数量或跳过低优先级 Region
- 可通过 -XX:+PrintGCDetails 和 -XX:+PrintAdaptiveSizePolicy 查看 G1 的自适应决策日志，例如 “target pause time = 200.00ms, predicted young region size = 12”
关键配置影响停顿可控性
仅靠默认参数往往难以稳定达成停顿目标，需合理设置几个核心选项来辅助 G1 做出更好决策。
- -XX:MaxGCPauseMillis=N：设定目标停顿上限（非硬性保证），G1 围绕该值规划回收工作量
- -XX:G1HeapRegionSize=N：显式指定 Region 大小（如 2M），避免默认值导致 Region 过多（增加 RSet 开销）或过少（降低回收粒度）
- -XX:G1MixedGCCountTarget=N：控制 Mixed GC 在并发标记周期后执行几次，影响老年代回收节奏
- 堆不宜过小（建议 ≥ 4GB），否则 Region 数量不足，G1 缺乏调度弹性
