G1 SATB 写屏障机制透视

本文目录#

• SATB 的目的
• 写屏障工作流
• 调优要点
• 监控指标
• 自检清单
• 参考资料

SATB 的目的#

G1 使用 SATB（Snapshot-At-The-Beginning）算法进行并发标记。为了在应用线程写入对象时保持“标记快照”的一致性，G1 通过写屏障记录即将被覆盖的引用，确保并发标记阶段不会遗漏可达对象。

写屏障工作流#

1. 应用线程执行引用写操作；
2. 写屏障记录旧引用（pre-write barrier）到 Dirty Card Queue；
3. 后台线程处理队列，将引用放入 Remembered Set；
4. 标记器根据队列补充扫描，保证快照完整。

void G1SATBBarrierSet::write_ref_field_pre(...) {
    oop obj = *field;
    if (obj != NULL) {
        enqueue(obj);
    }
}

调优要点#

• -XX:+G1TraceEagerReclaimHumongousObjects 分析屏障对 Humongous 回收的影响；
• -XX:G1ConcRefinementThreads 控制后台处理线程数；
• -XX:+PrintGCDetails 查看 Refine 时间，必要时调高线程数或增大队列；
• 对大量写操作的场景，评估对象布局减少交叉引用。

监控指标#

• G1 Conc Refine 时间；
• Dirty Card Queue 长度（JFR 事件 G1HeapSummary）；
• GC 日志中的 Refinement、SATB 信息；
• 应用写入速率、逃逸分析结果。

自检清单#

• 是否监控 Dirty Card 队列堆积以避免停顿？
• 是否评估写屏障开销，对热点写操作进行优化？
• 是否合理设置 G1ConcRefinementThreads 与 G1RedirtyCardsBufferSize？

参考资料#

• HotSpot G1 Barrier 源码：g1BarrierSet.cpp
• G1 GC Tuning Guide：https://docs.oracle.com/en/java/javase/17/gctuning/garbage-first-garbage-collector.html
• Azul 技术博客：Understanding G1 Write Barriers

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