卡表是JVM优化老年代到新生代跨代引用扫描的关键机制，将老年代划分为512字节卡页，每页对应卡表一个字节；写屏障在老年代引用新生代时标记对应卡页为脏；Minor GC仅扫描脏卡页内对象，识别跨代引用作为GC Roots。
卡表（Card Table）是JVM中用于优化老年代到新生代跨代引用扫描的关键机制，它避免了对整个老年代进行全量扫描来查找指向新生代的引用，显著提升GC效率。
卡表的基本原理
卡表将老年代内存划分为固定大小的“卡页”（通常为512字节），每个卡页对应卡表中的一个字节。当某块老年代内存中存在指向新生代对象的引用时，对应卡表项被标记为“脏”（如置为1）。GC时只需扫描卡表中所有“脏”的卡页，定位并检查其中的引用，而非遍历全部老年代对象。
写屏障如何维护卡表
卡表的准确性依赖于写屏障（Write Barrier）——在每次发生“老年代对象引用新生代对象”的写操作时，JVM自动触发一段轻量级代码，将目标引用所在卡页对应的卡表项标记为脏。
- 例如：老年代中一个HashMap的value字段被赋值为一个刚创建的String（位于Eden区），写屏障会计算该String地址所属的卡页索引，并设置card_table[index] = 1
- HotSpot使用的是“后写屏障”（Post-write Barrier），在引用写入完成后立即执行卡表标记
- 写屏障开销极小，但能彻底避免漏标，是卡表机制可靠的前提
卡表在Minor GC中的实际应用
一次Minor GC需要找出所有可能指向新生代的跨代引用，作为GC Roots的一部分。此时流程如下：
- 遍历卡表，收集所有值为非0的卡表项索引
- 根据索引反推出对应的卡页起始地址（如 index × 512）
- 对该卡页内所有对象逐个扫描，识别出指向新生代的引用（如oop指针是否落在年轻代地址范围内）
- 将这些引用加入GC Roots，参与可达性分析
注意点与常见误区
卡表不是万能的，其精度是“粗粒度”的——一个卡页只要有一个跨代引用就会被整体标记，导致可能扫描到大量无关对象。但相比全老年代扫描，性能仍大幅提升。
- 卡表本身占用内存：假设老年代1GB，则卡表约需2MB（1024×1024×1024 / 512 = 2M字节）
- 并发写场景下需保证卡表更新的原子性，HotSpot通过汇编指令（如x86下的lock xadd）实现
- 部分GC算法（如G1、ZGC）不再使用传统卡表，而是采用更精细的Remembered Set或染色指针等机制
卡表本质是以少量空间和写时开销，换取GC时扫描范围的指数级缩减。理解它，有助于读懂GC日志中的“card table scanning”阶段，也能更好评估跨代引用频繁场景下的GC表现。
