ZGC垃圾收集器-JVM（十五）

上篇文章说了G1的特性，无分代，复制算法，大内存就可以用G1，可预测stw时间等特性。

G1垃圾收集分类-JVM（十四）

• ZGC收集器

-XX:+UseZGC

ZGC（Z Garbage Collector）是在jdk11新加入的低延迟垃圾收集器。

Zgc有四个目标：

1. 支持至少TB级别堆内存回收。（目前4TB）
2. STW保持在10ms之内。
3. 吞吐量稍微降低，不会降低超过百分之15
4. 奠定未来GC收集器的基础。

Oracle官方介绍，不会因为内存的增大而增大，意味着几十G的堆，gc停顿时间不会超过10ms。

Zgc暂时没有分代，因为内部算法太复杂，实现分代太麻烦，暂时用单代版本，后续会优化，可能就支持更高的TB内存服务器。

NUMA-aware

UMA（Uniform Memory Access Architecture）表示内存只有一块，所有CPU都在这块内存运行，那么就存在竞争关系，争夺内存的访问权，有竞争就有锁，必然影响效率，CPU内核越多则竞争越激烈。所以与之而来，有了NUMA（Non Uniform Memory Access Architecture）直接每个CPU对应独有的内存块，且在主板上，这个CPU离对应的内存块是最近的，自然性能很高。

• ZGC运作过程

运作过程大致分为四个阶段，并发标记，并发预配重分配，并发重分配，并发重映射。

1. 并发标记（Concurrent Mark）：与G1一样，可达性算法从GC roots遍历，初始标记（mark start）和最终标记（mark end）也会出现短暂停顿，与G1不同的是遍历的不是对象，而是指针，标记阶段会更新指针颜色。

（cms和g1有三色标记，在对象头里，但是zgc的并发标记跟对象没关系，而是放在内存存储空间的指针上）

2、并发预备重分配（Concurrent Prepare for Relocate）：这个阶段需要根据特定条件统计本次收集过程需要清理哪些region，将这些region组成重分配集（Relocation Set）。ZGC每次回收都会扫描所有的region，用范围更大的扫描成本换省去G1记忆集的成本。

3、并发重分配（Councurrent Relocate）：重分配是ZGC核心阶段，这个过程要把重分配存活对象复制到新的region，并为重分配集的每个region维护一个转发表（Forward table），记录旧对象到新对象转换关系。Zgc收集器仅从引用就能知道对象是否处于重分配中，如果用户线程此时访问了重分配对象，这次访问会被预置的内存屏障（读屏障）所截获，然后根据region上转发表到新复制对象上，并同时修正该引用值，使其直接指向新对象，zgc这种行为称为指针的“自愈”能力。

4、并发重映射（Coucurrent Remp）：重映射所做的就是修正整个堆中指向重分配集旧对象所有引用，但是ZGC自愈功能，所以这个重映射不是很迫切。ZGC巧妙的把重映射要做的工作，合并到下一次垃圾收集器循环并发标记阶段去完成，反正他要遍历所有对象，这样就可以节省开销。一旦所有指针被修正，原来记录新旧关系的转发表也可以释放。

• 颜色指针

Coloored Pointers，颜色指针。

64位处理器，只需要42位来寻址，2^42则是4TB。后面版本jdk改为44位寻址，2^44则就是16TB。

另外四位做标记，比如marked1、marked0、finalizable标识和remapped标识。

Finalizable：就是三色标记，但不限于三种颜色，此位并发处理，表示对象通过此访问。

Remapped：对象未指向relocation set中，relocation set表示需要gc的region集合。

剩余18位还未使用，预留给以后使用。