1. 核心设计目标 🎯
- 超低延迟（Low Latency） ：ZGC（Z Garbage Collector）主打 亚毫秒级停顿（通常 < 10ms），适合大堆内存（TB级）场景。
- 可扩展性：堆内存越大，ZGC 的停顿时间几乎不增长。
- 并发性：大部分垃圾回收操作（标记、转移、重定位）与应用线程并发执行。
2. 关键技术特性 🔧
- Colored Pointers（颜色指针） 🎨
通过指针元数据（4个标志位）标记对象状态（Marked、Remapped、Finalizable），无需额外内存存储标记信息。 - Load Barriers（读屏障） 🚧
在对象访问时触发屏障，确保应用线程看到一致的内存视图，解决并发转移时的对象引用问题。 - Region 分区 🧩
内存划分为 2MB/32MB/... 动态大小 Region（类似 G1），但更灵活，无分代概念（JDK 21 前）。 - NUMA 感知 �
优化非统一内存访问（NUMA）架构，优先在本地内存分配对象。
3. 工作阶段 🔄
- 初始标记（Pause Mark Start） ：短暂 STW，标记根对象。
- 并发标记：与应用线程并发标记可达对象。
- 再标记（Pause Mark End） ：短暂 STW，处理漏标。
- 并发转移准备：选择待回收的 Region。
- 初始转移（Pause Relocate Start） ：短暂 STW，转移根对象。
- 并发转移：并发迁移对象到新 Region。
- 重定位表清理：清理旧地址引用。
🆚 ZGC vs G1 对比 🆚
| 特性 | ZGC | G1 |
|---|---|---|
| 目标 | 低延迟（亚毫秒级） | 平衡吞吐与延迟（百毫秒级） |
| 最大堆内存 | TB 级 | 百 GB 级 |
| 分代模型 | 无分代（JDK 21 前） | 分代（Young/Old） |
| 内存布局 | 动态 Region（2MB/32MB） | 固定 Region（1MB~32MB） |
| 标记/转移算法 | 并发标记 + 并发转移 | 并行标记 + 增量转移 |
| 停顿时间控制 | 严格亚毫秒级 | 通过 MaxGCPauseMillis 目标控制 |
| Full GC 触发 | 极少（依赖并发处理） | 可能触发（如晋升失败） |
| 内存碎片 | 无（并发压缩） | 可能有（需 Full GC 处理） |
| 适用场景 | 大堆 + 严格低延迟（如金融交易） | 中等堆 + 吞吐敏感场景 |
🛠️ 调优项与参数 🛠️
ZGC 调优 ⚙️
-
基础参数：
bash
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-XX:+UseZGC # 启用 ZGC -Xmx -Xms # 堆大小（建议设为相同值） -XX:ConcGCThreads=<N> # 并发 GC 线程数（默认=总CPU的1/8） -XX:ParallelGCThreads=<N> # 并行阶段线程数（默认=总CPU的60%） -
延迟敏感场景 ⏳：
bash
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-XX:ZAllocationSpikeTolerance=2 # 分配速率波动容忍度（默认2） -XX:ZCollectionInterval=300 # 强制触发 GC 周期（秒，默认不限制） -
大堆优化 🚀：
bash
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-XX:ZUncommitDelay=<seconds> # 空闲内存归还延迟（默认300s） -XX:+ZProactive # 主动触发 GC（默认开启）
G1 调优 ⚙️
-
基础参数：
bash
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-XX:+UseG1GC # 启用 G1 -XX:MaxGCPauseMillis=200 # 目标停顿时间（默认200ms） -XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=45 # 触发并发标记的堆占用比 -
避免 Full GC 🚫：
bash
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-XX:G1ReservePercent=15 # 预留内存防晋升失败 -XX:+ParallelRefProcEnabled # 并行处理引用对象
💡 调优建议 💡
- ZGC：优先确保堆足够大（避免频繁 GC），监控
ZGC Cycles和GC Pauses，关注Allocation Stall事件。 - G1：通过
-XX:MaxGCPauseMillis平衡吞吐和延迟，避免 Old 区过快填满（调整IHOP）。
🌈 总结 🌈
- ZGC 适合 超大堆 + 严格低延迟 场景，无分代设计简化调优，但需高版本 JDK（JDK 15+ 生产推荐）。
- G1 更成熟，适合 中等堆 + 吞吐优先，分代模型对短期对象友好，但 Full GC 风险需警惕。
