第六节：GC Generational Collections

Motivation

在实际应用中可以观察到，许多 objects 存活的时间很短，同时又一部分 objects 存活时间很长，甚至只会在应用停止运行时才消失。如果能够区别对待短时 objects 和长时 objects，就可以避免在 GC 的时候重复访问长时 objects，从而进一步缩减 GC 的暂停时间。

Generational Collections

把 Heap 内存空间分为 Young Generation 和 Old (Tenured) Generation 两部分，分别处理存活时间较短和较长的两类 objects。一般情况下，Young Generation 的吞吐量比较大，进行垃圾搜集的次数要比 Old Generation 的次数多一些，同时根据两类 objects 的特点可以使用不同的 GC algorithms 分别专门处理。

Young Generation

所有新的 objects 都在 Young Generation 这里分配产生，并且年纪慢慢长大，当 Young Generation 被填满时，就会激发一次 minor garbage collection (minor GC)。在多次 minor GC 中存活下来的 objects 最终会被移动到 Old Generation 中去。Minor GC 是 "Stop the World" 事件，在 minor GC 结束之前，所有与应用本身有关的线程都会被停止。

Old Generation

所有年长的 objects 最终会被存储在 Old Generation 中。通常会有一个界限来定义所谓“年长”，比如连续在 15 次 minor GC 下生存的 objects。最终，Old Generation 也会被执行 GC，这个事件被称为 major garbage collection (major GC)。Major GC 同样也是 "Stop the World" 事件，在 GC 期间所有的应用线程都会停止，等待 GC 执行完毕。

The Generational Garbage Collection Process

Young Generation 被划分成三个部分，Eden space、"from" survivor space 以及 "to" suvivor space，所有新产生的对象都被分配到 Eden space。值得一提的是，Eden 就是伊甸园 (the garden of eden)，此外 "from" 和 “to” spaces 也被称为 S0 和 S1，当 copy 的方向改变时，"from"、"to" 与 S0、S1 的对应关系也会发生改变。
当 eden space 被填满时，触发 minor GC
所有被标记为 live 的 objects 被移动到 S0，并且 age 记为 1，剩下的 objects 则被删除回收
当 eden space 再度被填满时，再次触发 minor GC，发生与 3 类似的过程，但这时候 eden space 和 S0 中的被标记为 live 的 objects 全部被 copy 到 S1 中，并且之前在 S0 中的 objects age 记为 2，之前在 eden space 中被标记为 live 的 objects age 记为 1。
当 eden space 再度被填满时，又一次触发 minor GC，这时候再次置换 S0 与 S1 的角色，所有存活下来的 objects 被 copy 到 S0 中，并且来自于 S1 中的 objects age 记为 3。
中间省略多次 minor GC，当个别 objects 的 age 超过阈值 (这里假设为8) 时，这些 objects 将被升级移动到 old generation 中。
随着 minor GC 继续发生，不断有新的 objects 被移动到 old generation
最终，major GC 会在 old generation 上触发。以上便是 Generational Garbage Collection Process 的大致情况。