Java 12 JEP 346: Promptly Return Unused Committed Memory from G1

1. 背景

目前G1垃圾回收器无法及时的将Java堆内存返回给操作系统。G1仅仅当full GC或并发周期时才会返回内存。通常的，除非在外部强制的执行，G1在很多情况下不会返回堆内存给操作系统。

在云计算大行其道的计算的今天，很多部署环境是按资源支付的，这种行为特别不利。即使是JVM由于不活跃而仅仅使用分配的内存资源的一小部分，G1也将保留所有Java堆。这导致客户始终为没有使用的资源付费，云服务商也无法充分利用其硬件。

因此，希望垃圾回收器能够检测到Java堆的利用率不足，并在此情况下，自动减少堆使用量。

目前，Shenandoah（JEP - 189）和OpenJ9（IBM J9开源版）的GenCon收集器已经提供了类似的功能。

在Bruno使用原型进行的测试表明，此解决方案可以减少85%的内存使用率。

2. 快速返回内存的机制

为了实现尽快向操作系统返回堆内存的目标，G1将在JVM不活跃期间定期的尝试触发并发周期以确定整体Java堆的使用情况，这将会导致G1自动将Java堆的未使用部分返回给操作系统。

G1通过下面两个参数来决定是否触发定期垃圾回收：

• G1PeriodicGCInterval
  自上一次垃圾收集暂停以来已经过了超过n毫秒，并且此时没有正在进行的并发周期。值为零表示禁用快速回收内存的定期垃圾收集。

• G1PeriodicGCSystemLoadThreshold
  调用getloadavg()返回平均一分钟JVM主机或容器的负载值小于G1PeriodicGCSystemLoadThreshold。值为0则忽略此条件。

如果不满足以上条件中的任何一个，则不执行定期垃圾收集。G1PeriodicGCInterval毫秒后，再重新判断只发执行定期垃圾收集G1PeriodicGCInterval。
如果满足以上条件，触发full GC或者concurrent GC(如果开启G1PeriodicGCInvokesCo