ZGC 是什么

zgc（z garbage collector）是 java 11 引入的实验性垃圾回收器，并在 java 15 中成为正式的生产级收集器。它采用读屏障（read barrier）和颜色指针（colored pointers）技术实现并发标记与重定位，确保 stw（stop-the-world）时间极短且不超过 10ms。这使得 zgc 能够处理从几百 kb 到数 tb 的超大堆内存，同时保持低延迟。

ZGC 如何工作

ZGC 的核心工作流程分为并发标记、并发重定位和并发更新引用三个阶段。在标记阶段，ZGC 会遍历所有存活对象并打上标记；在重定位阶段，它会移动存活对象以消除内存碎片；最后通过读屏障更新对象的引用地址。整个过程大部分步骤都在用户线程并发执行，只有最后的根集合扫描和引用更新需要短暂的 STW。

public class ZGCDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 启动 JVM 时启用 ZGC
        // -XX:+UseZGC
        System.out.println("ZGC is running");
    }
}

ZGC 的性能表现

ZGC 的设计目标是提供可预测的低延迟。在大多数应用场景下，其停顿时间通常保持在亚毫秒级别，即使堆内存达到几十 GB。相比 G1 GC，ZGC 在处理大堆时具有显著优势，因为它不依赖分代理论，而是直接管理整个堆空间。然而，ZGC 可能会带来一定的 CPU 开销，特别是在标记阶段，因为需要维护复杂的并发数据结构。

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ZGC 的适用场景

ZGC 适用于对延迟敏感的大内存应用，如实时数据处理、高频交易或大型微服务架构。对于小堆内存应用，ZGC 的开销可能不如 G1 或 Parallel GC 经济。开发者应根据实际应用的堆大小和延迟要求来选择是否启用 ZGC。