Java JVM ZGC垃圾回收器

1.ZGC简介

ZGC(Z Garbage Collector)是一款基于Region内存布局(有点类似于G1)的，不设置分代的，使用了读屏障、染色体指针和内存多重映射等技术来实现可并发标记-整理算法的，以低延迟为首要目标的一款垃圾收集器。旨在尽可能对吞吐量影响不大的前提下，实现在任意堆内存大小都可以把垃圾收集的停顿时间限制在10ms以内的低延迟。

主要特点：

1.ZGC不分代，每次垃圾回收都是全量内存进行标记，每次相当于Full GC，但回收的时候可采取部分回收的策略;
2.内存分区管理，分成小中大三种分区粒度；
3.仅支持Linux 64位系统，不支持Window；
4.具有读屏障，实现并发标记和并发转移的处理；
5.不支持指针压缩；
6.具有染色体指针，实现并发标记、转移和重定位;
7.小分区优先回收，中分区和大分区尽量不回收；
8.针对多核，支持非统一内存访问，即NUMA(Non-Uniform Memory Access)，小分区优先分配到CPU的本地内存中，中大分区则交由操作系统处理。

1.1 Java各种GC的并发比较

Java各种GC的并发比较.jpg

2.ZGC实现原理

1.2 ZGC的Region

• Small Region: 固定为2MB，存放小于256KB的小对象；
• Medium Region: 固定为32MB，存放大于等于256KB且小于4MB的对象；
• Large Region: 容量固定，但必须是2MB的整数倍，存放大于等于4MB的对象，一个Large Region只会存放一个大对象，因此实际Large Region可能会小于Medium Region，最小为4MB，Large Region是不会被重分配，因为复制一个大对象代价昂贵。

ZGC-Region.jpg

1.2 ZGC的染色体指针（colored pointer）

染色体指针.jpg

• Finalizable：标识对象只能通过finalizable()访问;
• Remapped：标识引用是最新的，即对象是否在重定向后的集合中；
• Marked1：用于标记可达对象；
• Marked0：保留位，将来可能会使用。