GC模式

GC模式

在 JDK 21 中，ZGC 通过引入 分代收集（Generational ZGC） 机制，显著优化了垃圾回收效率。其 GC 模式主要分为以下两类，分别针对不同代际的对象进行回收：

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🔄 一、Minor Collection（年轻代回收）

目标：仅回收年轻代（Young Generation）中的短期存活对象。

触发条件：

• 年轻代空间不足（对象分配速率高）。
• 周期性触发（基于自适应算法预测）。

工作流程：

1. 并发标记：
   • 遍历年轻代对象图，标记存活对象。
   • 通过 Remembered Set 记录老年代指向年轻代的引用（避免全堆扫描）。
2. 对象移动：
   • 将存活对象复制到新的年轻代 Region 或晋升至老年代。
   • 更新引用关系（通过读屏障自动修正指针）。
3. 空间释放：
   • 回收死亡对象占用的 Region，内存立即可用。

特点：

• 低延迟：停顿时间 <1ms，仅涉及年轻代。
• 高效跨代处理：依赖 Remembered Set 解决跨代引用问题，减少扫描范围。

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🔄 二、Major Collection（老年代回收）

目标：回收整个堆（含老年代和年轻代）。

触发条件：

• 老年代空间占用超过阈值（默认由分代 ZGC 自动计算）。
• 年轻代回收后老年代仍不足。

工作流程：

1. 联合标记：
   • 先执行一次 Minor Collection，再标记老年代存活对象。
2. 重定位与压缩：
   • 将老年代存活对象迁移至新 Region，合并碎片（基于标记-整理算法）。
3. 全局引用更新：
   • 通过读屏障并发更新全堆引用。

特点：

• 低频触发：频率远低于 Minor Collection（依赖对象晋升策略）。
• 全堆并发：停顿时间仍控制为 <1ms，且吞吐量提升 10%（实测）。

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⚖️ 三、模式对比与设计优势

特性	Minor Collection	Major Collection
作用范围	仅年轻代	全堆（年轻代+老年代）
停顿时间	<1ms	<1ms
跨代引用处理	依赖 Remembered Set	无需额外处理
内存碎片控制	无碎片（复制算法）	低碎片（标记-整理）
典型触发频率	高（毫秒级）	低（分钟级）

分代 ZGC 的核心优势：

1. 吞吐量提升：
   • 分代后对象回收针对性更强，相同堆容量下吞吐量提升 4倍（相比非分代 ZGC）。
2. 减少 Allocation Stall：
   • 年轻代高频回收避免内存耗尽，阻塞触发率降低 85%。
3. 自适应调优：
   • 自动管理代大小、晋升阈值等参数，无需手动配置（如 Xmn、XX:ConcGCThreads）。

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💎 总结

JDK 21 的 ZGC 通过 Minor Collection 和 Major Collection 的分代协同，实现了：

• ✅ 年轻代高频快速回收（毫秒级并发，无 STW 瓶颈）。
• ✅ 老年代低频全局整理（全堆压缩，避免碎片堆积）。
• ✅ 极致低延迟与高吞吐并存（实测 P99 延迟 ≤0.1ms，吞吐量提升显著）。

调优建议：

启用分代模式需添加参数：-XX:+UseZGC -XX:+ZGenerational。

监控重点：关注 GC 日志中的 Allocation Stall 频率，若出现需扩容堆（-Xmx）。

新生代GC Minor Collection

全堆GC Major Collection