想要学好Java开发 要了解这些知识

来源：南宁达内IT教育培训学校时间：2022/6/21 17:45:17

　　ZGC(Z Garbage Collector) 是一款性能比 G1 更加的垃圾收集器。ZGC 次出现是在 JDK 11 中以实验性的特性引入，这也是 JDK 11 中较大的亮点。在 JDK 15 中 ZGC 不再是实验功能，可以正式投入生产使用了，使用 –XX:+UseZGC 可以启用 ZGC。

　　ZGC 有 3 个重要特性：

　　暂停时间不会超过 10 ms。

　　JDK 16 发布后，GC 暂停时间已经缩小到 1 ms 以内，并且时间复杂度是 o(1)，这也就是说 GC 停顿时间是一个固定值了，并不会受堆内存大小影响。

　　内存多重映射

　　内存多重映射，就是使用 mmap 把不同的虚拟内存地址映射到同一个物理内存地址上。如下图：

　　ZGC 为了更灵活地管理内存，使用了内存多重映射，把同一块儿物理内存映射为 Marked0、Marked1 和 Remapped 三个虚拟内存。

　　当应用程序创建对象时，会在堆上申请一个虚拟地址，这时 ZGC 会为这个对象在 Marked0、Marked1 和 Remapped 这三个视图空间分别申请一个虚拟地址，这三个虚拟地址映射到同一个物理地址。

　　Marked0、Marked1 和 Remapped 这三个虚拟内存作为 ZGC 的三个视图空间，在同一个时间点内只能有一个有效。ZGC 就是通过这三个视图空间的切换，来完成并发的垃圾回收。

　　2 染色指针

　　2.1 三色标记回顾

　　我们知道 G1 垃圾收集器使用了三色标记，这里先做一个回顾。下面是一个三色标记过程中的对象引用示例图：

　　总共有三种颜色，说明如下：

　　白色：本对象还没有被标记线程访问过。

　　灰色：本对象已经被访问过，但是本对象引用的其他对象还没有被全部访问。

　　黑色：本对象已经被访问过，并且本对象引用的其他对象也都被访问过了。

　　三色标记的过程如下：

　　初始阶段，所有对象都是白色。

　　将 GC Roots 直接引用的对象标记为灰色。

　　处理灰色对象，把当前灰色对象引用的所有对象都变成灰色，之后将当前灰色对象变成黑色。

　　重复步骤 3，直到不存在灰色对象为止。

　　三色标记结束后，白色对象就是没有被引用的对象(比如上图中的 H 和 G)，可以被回收了。

　　2.2 染色指针

　　ZGC 出现之前， GC 信息保存在对象头的 Mark Word 中。比如 64 位的 JVM，对象头的 Mark Word 中保存的信息如下图：

　　2位保存了 GC 信息，较后两位保存了锁标志。

　　ZGC 的创举是将 GC 信息保存在了染色指针上。染色指针是一种将少量信息直接存储在指针上的技术。在 64 位 JVM 中，对象指针是 64 位，如下图：

　　在这个 64 位的指针上，高 16 位都是 0，暂时不用来寻址。剩下的 48 位支持的内存可以达到 256 TB(2 ^48),这可以满足多数大型服务器的需要了。不过 ZGC 并没有把 48 位都用来保存对象信息，而是用高 4 位保存了四个标志位，这样 ZGC 可以管理的较大内存可以达到 16 TB(2 ^ 44)。

　　通过这四个标志位，JVM 可以从指针上直接看到对象的三色标记状态(Marked0、Marked1)、是否进入了重分配集(Remapped)、是否需要通过 finalize 方法来访问到(Finalizable)。

　　无需进行对象访问就可以获得 GC 信息，这大大提高了 GC 效率。

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