evacuation failure 是 g1 在 mixed gc 或 young gc 阶段因目标 region(to-space)不足导致对象疏散失败,先触发降级 gc(单线程 mark-compact),仅在降级仍失败时才升级为 full gc。

G1 收集器发生 Evacuation Failure(疏散失败)时,不会直接触发 Full GC,而是先尝试降级处理:暂停所有应用线程,启用单线程、标记-整理(Mark-Compact)式的回收方式,在当前年轻代和部分老年代区域中进行更激进的回收,以腾出足够空间完成对象疏散。
什么是 Evacuation Failure
Evacuation Failure 发生在 G1 的混合回收(Mixed GC)或年轻代回收(Young GC)阶段。当 GC 线程尝试将存活对象从源 Region 复制(即“疏散”)到目标 Region 时,发现没有足够的空闲 Region 可用(尤其是 To-space 不足),导致复制无法完成,就抛出此失败。
常见诱因包括:
- 堆内存持续增长,但并发标记周期未及时启动或未完成
- 大对象(Humongous Object)频繁分配,快速耗尽可用 Region
- 应用突增分配速率,GC 周期跟不上对象晋升速度
- Region 大小配置不合理(如 -XX:G1HeapRegionSize 过大或过小)
降级处理的具体行为
Evacuation Failure 触发后,G1 不会立即跳转到 Serial 或 Parallel 的 Full GC,而是执行一次“降级 GC”(Degenerated GC),本质是同步、单线程、基于标记-整理的回收,但仍属于 G1 框架内行为:
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- 暂停所有应用线程(STW 时间显著拉长)
- 对已选定的回收集(包括部分年轻代 + 已标记的老年代 Region)执行完整标记
- 将存活对象向 Region 起始端压缩整理,释放连续空闲空间
- 重新尝试疏散——此时因空间被整理,大概率能成功完成复制
该过程日志中通常显示为 "GC pause (G1 Evacuation Pause) (degenerated)",而非 "Full GC"。
何时会真正升级为 Full GC
降级 GC 仍可能失败,主要出现在以下情况:
- 即使整理后,仍无足够连续空间容纳最大待疏散对象(尤其大对象)
- 堆已极度碎片化,且老年代几乎无可用 Region 可回收
- 降级过程中发生 OOM(如元空间、直接内存不足,间接影响 GC 执行)
此时 JVM 才会放弃 G1 流程,退回到传统的 Serial GC(默认)或所选的备用收集器,执行真正的 Full GC —— 标记-清除-整理全堆,STW 时间极长,应极力避免。
如何避免 Evacuation Failure
关键在于让并发标记及时完成、预留足够空闲 Region、控制大对象分配:
- 调优 -XX:MaxGCPauseMillis(如设为 200),让 G1 更早启动并发标记
- 确保 -XX:InitiatingOccupancyPercent 合理(默认 45%,若老年代增长快可适当下调)
- 监控 Humongous Allocation 日志(-XX:+PrintGCDetails 中的 “Humongous allocation”),减少 > 50% Region size 的对象分配
- 必要时增大堆内存或调整 Region 大小(-XX:G1HeapRegionSize),但需权衡停顿与碎片
- 开启 -XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseG1GC -XX:+G1UseAdaptiveIHOP(JDK 10+ 默认启用),让初始 IHOP 阈值自动学习
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