Z垃圾收集器（ZGC）是Oracle在JDK11中引入的一種創(chuàng)新的垃圾收集算法。它的主要目標(biāo)是最大限度地減少Java虛擬機(jī)（JVM）上的應(yīng)用程序暫停時(shí)間，使其特別適用于需要低延遲和高吞吐量性能的現(xiàn)代應(yīng)用程序。

ZGC采用了一種分代的垃圾收集方法，將堆劃分為兩代：年輕一代和老一代（也稱為成熟一代）。年輕一代被進(jìn)一步劃分為伊甸園空間和兩個(gè)幸存者空間。老一代是長(zhǎng)壽命對(duì)象最終被重新定位的地方。

ZGC的主要特征

l 低延遲焦點(diǎn)：ZGC的主要重點(diǎn)在于確保持續(xù)的短暫停時(shí)間。這一目標(biāo)是通過(guò)減少停止世界(STW)暫停來(lái)實(shí)現(xiàn)的，使其成為要求幾乎即時(shí)響應(yīng)的應(yīng)用程序的絕佳選擇。

l 可量測(cè)性：ZGC經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，可以高效地處理大型內(nèi)存堆。它展示了無(wú)縫管理從幾千兆字節(jié)到幾千兆字節(jié)的內(nèi)存堆的能力，使它成為內(nèi)存密集型應(yīng)用程序的一個(gè)引人注目的選擇。

l 并行階段集成：ZGC整合了標(biāo)記、重新定位對(duì)象和處理引用等重要任務(wù)的并發(fā)階段。這意味著很大一部分垃圾收集活動(dòng)與應(yīng)用程序線程同時(shí)發(fā)生，有效地減少了STW暫停。

l 可預(yù)測(cè)且一致的性能：ZGC旨在提供穩(wěn)定且可預(yù)測(cè)的性能。它努力將GC暫停時(shí)間保持在預(yù)定義的限制內(nèi)，這是對(duì)延遲要求嚴(yán)格的應(yīng)用程序的關(guān)鍵要求。

l 支持壓縮Oops：ZGC與壓縮Oops(普通對(duì)象指針)和諧地集成在一起，使它即使在64位平臺(tái)上也能有效地處理32位引用。這種兼容性有助于有效使用內(nèi)存。

自定義ZGC

ZGC提供了多種選項(xiàng)來(lái)調(diào)整其行為，以更好地滿足你的應(yīng)用程序的需求。一些常用的自定義選項(xiàng)包括：

l -Xmx：配置最大堆大小。

l -Xms：建立初始堆大小。

l -XX：MaxGCPauseMillis：設(shè)置ZGC的目標(biāo)最大暫停時(shí)間。

l -XX：congcthreads：定義為并發(fā)階段分配的線程數(shù)量。

這些選項(xiàng)提供了配置ZGC的靈活性，以根據(jù)應(yīng)用程序的要求優(yōu)化延遲、吞吐量或平衡方法。

明智地選擇ZGC

對(duì)于需要低延遲特性同時(shí)保持最小暫停時(shí)間的應(yīng)用，ZGC被證明是一個(gè)有價(jià)值的選擇。ZGC大放異彩的一些常見場(chǎng)景包括：

l 實(shí)時(shí)應(yīng)用：要求接近實(shí)時(shí)響應(yīng)的應(yīng)用，如金融交易系統(tǒng)和游戲服務(wù)器。

l 大數(shù)據(jù)應(yīng)用：處理大量數(shù)據(jù)集的應(yīng)用程序，需要最大限度地減少垃圾收集對(duì)處理時(shí)間的影響。

l 微服務(wù)： 微服務(wù)架構(gòu)通常有嚴(yán)格的延遲要求，而ZGC可以有效地滿足這些要求。

然而，必須認(rèn)識(shí)到，ZGC可能不是所有情況下的最佳解決方案。在最大化吞吐量至關(guān)重要的情況下，像G1或并行GC這樣的替代垃圾收集器可能更合適。

ZGC的優(yōu)勢(shì)

與傳統(tǒng)的垃圾收集器相比，ZGC有幾個(gè)優(yōu)勢(shì)：

l 低暫停時(shí)間：ZGC旨在實(shí)現(xiàn)小于十毫秒的暫停時(shí)間，即使對(duì)于大于1tb的堆也是如此。

l 可量測(cè)性：ZGC可以有效地管理大型堆，使其適用于需要大量?jī)?nèi)存的應(yīng)用程序。

l 可預(yù)測(cè)的性能：通過(guò)最大限度地減少暫停時(shí)間，ZGC提供了更可預(yù)測(cè)的性能，這對(duì)實(shí)時(shí)和延遲敏感的應(yīng)用至關(guān)重要。

結(jié)論

總之，Java的Z垃圾收集器(ZGC)是Java生態(tài)系統(tǒng)中垃圾收集算法的一個(gè)重要補(bǔ)充。它經(jīng)過(guò)專門設(shè)計(jì)，可提供高效的內(nèi)存管理，同時(shí)最大限度地減少對(duì)應(yīng)用程序執(zhí)行的中斷，是要求低延遲和一致性能的當(dāng)代應(yīng)用程序的絕佳選擇。

在本文中，我們深入研究了ZGC的基本屬性，了解了如何激活和監(jiān)控它，并研究了一個(gè)將其集成到多線程web服務(wù)器應(yīng)用程序中的真實(shí)示例。我們還討論了定制選項(xiàng)，并確定了ZGC擅長(zhǎng)的場(chǎng)景。

隨著Java的不斷發(fā)展，ZGC對(duì)于開發(fā)人員來(lái)說(shuō)仍然是一個(gè)強(qiáng)大的工具，他們的目標(biāo)是優(yōu)化應(yīng)用程序的性能，同時(shí)遵守嚴(yán)格的延遲要求。它在低延遲和高效內(nèi)存管理之間取得平衡的能力使其成為Java開發(fā)人員工具箱中的寶貴資產(chǎn)。