java JVM ZGC垃圾收集器关键特性和工作原理

ZGC (Z Garbage Collector) 是Java虚拟机(JVM)中的一个现代化的垃圾收集器,它被设计成低延迟的垃圾收集器,特别适合于那些需要极短的垃圾收集暂停时间的应用程序。ZGC首次作为实验性特性在JDK 11中引入,并在JDK 15中成为非实验性的,并可用于生产环境。以下是ZGC的一些关键特性和工作原理:

关键特性

  • 低延迟:ZGC的设计目标之一是将垃圾收集的暂停时间控制在极低水平,最初的目标是10毫秒以内,在JDK 16之后,这个目标进一步被降低到1毫秒以内。
  • 大堆支持:ZGC能够支持非常大的堆内存,最大可达16TB。
  • 基于Region的内存布局:ZGC使用基于Region的堆内存布局,堆空间被分成多个连续的区域,每个区域的大小可以动态变化。
  • 无代划分:与传统的分代垃圾收集器不同,ZGC不区分新生代和老年代。
  • 并发标记:ZGC使用并发标记算法来减少应用程序暂停的时间。
  • 读屏障:使用读屏障技术来维护对象引用的完整性,确保垃圾收集期间引用的一致性。
  • 染色指针:使用染色指针技术来标记指针,帮助识别跨区域的引用,减少额外的元数据开销。
  • 内存多重映射:使用多重映射来简化内存的移动和重定位,从而提高垃圾收集效率。
  • 标记-整理算法:ZGC使用一种类似于标记-整理的算法来处理垃圾收集过程中的对象移动。

内存模型

  • Region:ZGC的堆空间被划分为多个连续的Region,每个Region的大小可以是4GB,但大小是动态的,可以分为小、中、大三种容量。
  • 动态创建和销毁:Region可以根据需要动态创建和销毁,这有助于更好地利用内存。

收集过程

  • 并发标记:ZGC使用并发标记来识别垃圾,该过程与应用程序的执行并发进行,以减少暂停时间。
  • 并发重定位:ZGC在标记完成后,会并发地重定位活对象到新的位置,同时更新所有指向这些对象的引用。
  • 染色指针和读屏障:染色指针用来标识指针的类型,而读屏障则用于在读取对象引用时自动更新指针,以反映对象的新位置。

启用ZGC

  • 用户可以通过设置JVM参数 -XX:+UseZGC 来启用ZGC垃圾收集器。

总结

ZGC通过上述技术和特性实现了低延迟的垃圾收集,并且能够很好地扩展到大规模的应用场景中。它的设计非常适合那些对延迟敏感的应用程序,比如实时系统或高频率交易系统等。

相关推荐
搞科研的小刘选手4 分钟前
【人工智能专题】2026年人工智能与生成式设计国际学术会议(ICAIGD 2026)
人工智能·算法·aigc·生成式ai·学术会议·计算机工程·生成式设计
stripe-python17 分钟前
十二重铲雪法(上)
c++·算法
一 乐22 分钟前
林业资源管理|基于java + vue林业资源管理系统(源码+数据库+文档)
java·数据库·vue.js·spring boot·论文·毕设·林业资源管理系统
lipiaoshuigood27 分钟前
微服务生态组件之Spring Cloud LoadBalancer详解和源码分析
java·spring cloud·微服务
Geoking.30 分钟前
什么是乐观锁?原理、实现方式与实战详解
java·开发语言
小光学长38 分钟前
基于ssm的校园约自习网站23i21xj4(程序+源码+数据库+调试部署+开发环境)带论文文档1万字以上,文末可获取,系统界面在最后面。
java·数据库·spring
人道领域42 分钟前
Spring拦截器原理与实战详解
java·运维·服务器
茶杯梦轩1 小时前
从零起步学习并发编程 || 第一章:初步认识进程与线程
java·服务器·后端
振鹏Dong1 小时前
ReActAgent 源码深度拆解:从调用入口到 ReAct-Loop,读懂智能体 “推理 - 行动” 范式
java·人工智能·spring·ai
ccLianLian1 小时前
计算机基础·cs336·RLHF
深度学习·算法