那是2023年年末，我跳槽去面试一家以“高并发、高性能”为招牌的互联网大厂，面试官是个面无表情的中年架构师，嘴角上扬五度，轻轻抛出一道题：
“你了解 ZGC 吗？详细介绍一下它的原理、特点和适用场景。”
当时我的脑子飞速运转：ZGC，全称 Z Garbage Collector，是JDK 11里横空出世的一款高端GC神器，据说延迟可以低到10ms以内，完全可以吊打CMS和G1。于是我整理了一下思路，娓娓道来，顺便脑补起自己第一次遇见ZGC的故事。
ZGC 的缘起：为了低延迟而生
当年我还在用CMS的时候，满心欢喜地以为它就是GC届的终极答案，毕竟并发标记、并发清除，多么先进的理念啊。直到有一天，我遇见了G1，那种将堆分成region、基于预测模型优化吞吐的思路，简直就是GC届的“AI智能化”。
可是我错了，面试官比我更早明白一个道理：
“所有的高吞吐优化，在业务卡顿面前，都是纸老虎。”
是的，在真正高并发低延迟的系统中——比如在线广告投放、实时推荐、金融风控——哪怕一次GC停顿超过100ms，用户体验就可能断崖式下跌。
而ZGC，就是为了解决这个问题而生。
ZGC 核心设计理念：三大法宝
ZGC 的核心目标只有一个：让 GC 暂停时间控制在 10 毫秒以下，无论堆有多大。
它之所以能做到，靠的是三个字母神器：“C、M、R”：
- C：Concurrent 并发
- M：Multi-region 多区域
- R：Remapping 重映射技术
并发无处不在（Concurrent）
ZGC 几乎把所有 GC 操作都设计成并发执行：
- 并发标记（Concurrent Mark）
- 并发重映射（Concurrent Remap）
- 并发清理（Concurrent Reset）
暂停阶段只有两个操作：初始标记（Initial Mark）和根扫描（Roots Scan） ，都被压缩在个位数毫秒以内。它的设计哲学是：让用户线程与GC线程最大限度并行运行，不干扰业务。
堆结构不一样（Region-Based + Colored Pointer）
ZGC 并不像G1那样把堆划分为固定大小的Region，而是采用了灵活大小的Region分布式管理，这种方式更适合大内存环境（支持最大16TB堆内存！）。
同时，ZGC最黑科技的地方是用上了“指针染色”（Colored Pointer）技术。
指针上偷偷藏了两三位标记位（位于64位地址的高位），用来表示对象的生命周期状态，比如是否已经被标记、是否需要重定位等。
这个机制让ZGC可以不用“停顿”就能安全地移动对象，堪称GC设计史上的一次“偷天换日”。
重映射机制（Remap）
对象移动后怎么办？传统GC要更新所有引用指针，这就容易产生长暂停。
ZGC 采用了“延迟绑定+读屏障”的策略，只在真正访问对象时才做重定位（remap），避免了批量处理引用的高昂代价。
这叫做 Load Barrier（加载屏障）技术，只在“读”操作时触发，每次访问对象会检查其引用状态，如果已重定位，就自动跳转到新地址。
整个过程对业务线程是无感知的。
ZGC 的生命周期：你以为只有收垃圾这么简单？
ZGC 的一次完整回收分为五个阶段：
- 初始标记（Pause Mark Start）
- 并发标记（Concurrent Mark）
- 并发重定位准备（Concurrent Prepare Relocate）
- 并发重定位（Concurrent Relocate）
- 并发清理（Concurrent Reset）
整个流程中，真正的 STW（Stop-The-World）只有第一阶段，耗时极低，其余阶段几乎都能做到与业务线程并行运行。
适用场景：哪些场景更适合 ZGC？
我当时对面试官说：“ZGC适合对低延迟要求极高的业务场景，比如金融系统、游戏服务、搜索引擎、在线广告、实时推荐系统等。”
他点点头，但又问：“那你觉得什么时候不适合用ZGC？”
我笑了笑：“首先，它不适合低版本JDK，因为ZGC是JDK 11之后才稳定的，JDK 15、17以后才更完善。而且由于使用了偏底层的指针染色技术，它不支持32位系统，也不支持某些原生绑定如JNI调用频繁的场景。”
“此外，对于对吞吐量特别敏感、但对延迟容忍较高的批处理任务，比如大数据离线处理，也许G1更适合。”
ZGC 与 G1/CMS/其他GC的对比
当谈起“你为什么选ZGC而不是G1或Shenandoah”，你要有一套对比维度：
配置 ZGC：一句 JVM 参数的事
ZGC 启动方式非常简单：
- -XX:+UseZGC
你还可以加上一些优化参数，比如：
- -XX:+UnlockExperimentalVMOptions
- -XX:+UseZGC
- -XX:ZUncommitDelay=300
- -XX:MaxHeapSize=8G
这些参数可以控制回收策略、延迟回收内存等行为。
小米碎碎念：我为什么爱上了 ZGC？
说实话，我当初只是因为某个服务被G1给“卡炸了”，才咬牙升级了ZGC。用了几个月之后，我彻底真香了——
- 用户流畅体验稳如老狗；
- 后端响应抖动变得极低；
- 堆内存再大也不怕GC卡顿；
- 连运维都说：“这服务最近真省心。”
当然了，ZGC也不是银弹，它也有一些劣势，比如：
- 暂不支持永久代（不过JDK8后已经废弃）
- 染色指针限制了某些底层兼容性
- CPU开销略大于CMS
但只要你的目标是“99.99% 响应延迟控制在几十毫秒内”，ZGC就是目前Java世界中最靠谱的选择之一。
结语：面试之外，ZGC是你可以信赖的伙伴
那场面试最后我通过了，后来也和那位架构师成为了好朋友。他告诉我一句话：
“会写业务的人有很多，但能搞清楚内存回收机制的人，才是撑得起系统底层的少数派。”
我很认同。
在这个“响应时间就是生命线”的时代，ZGC就是你手里的“时空穿梭器”。你不一定每次都要用它，但你必须懂它。
ZGC，不止是一道面试题，它是一门现代Java系统构建的必修课。
END
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