Java - Z 垃圾收集器 (ZGC)

什么是 ZGC？

ZGC 代表 Z Garbage Collector。Z Garbage Collector，即 ZGC，于 Java 11 中引入，作为一种低延迟的垃圾回收机制。由于开发者社区认为其过于复杂而未能在早期发布，ZGC 在 Java 11 中作为实验性功能引入。ZGC 确保垃圾回收的暂停时间不依赖于 heap 大小，无论 heap 大小是 2MB 还是 2GB，暂停时间都不会超过 10 ms。

但是，与其他 HotSpot VM GC（如 G1 和 Shenandoah）类似，ZGC 在将未使用的 heap 内存返回给操作系统方面存在限制。

Java 15 将 ZGC，即 Z Garbage Collector 提升为标准功能。在此之前，它一直是实验性功能。它是一种低延迟、高可扩展性的垃圾收集器。

ZGC 性能极高，即使在处理海量数据应用（如机器学习应用）时也能高效运行。它确保在处理数据时不会因垃圾回收而出现长时间暂停。它支持 Linux、Windows 和 macOS。

Z Garbage Collector 的特性

从 Java 16 开始，ZGC 的 Thread-Stack 处理从 Safepoints 移至 Concurrent Phase，大幅提升了效率。此后，对垃圾回收进行了以下增强，例如：

• ZGC 在达到最大 heap 大小之前，默认将未提交的内存返回给操作系统。

• ZGC 在减少内存占用 footprint 的同时提升性能。

• ZGC 现在支持 16 TB 的 heap 大小，而之前的限制是 4TB。

• Thread-stack 处理从 ZGC safepoints 中移出。

• Stack 处理改为 lazy、cooperative、concurrent 和 incremental。

• 所有其他 per-thread root 处理从 ZGC safepoints 中移除。

• HotSpot 子系统可以 lazy 处理 stacks。

• Concurrent class unloading

• 未使用内存的 uncommiting

• 支持 Class Data Sharing

• NUMA Awareness

• Multithreaded Heap Pre-touch

• 最大 Heap 大小限制从 4 TB 增加到 16 TB。

使用旧式的垃圾回收方式

为了回退到 Java 11 的垃圾回收方式，可以使用以下选项：

• 使用 -XX:-ZUncommit 选项

• 将 -Xms 和 -Xmx 的 heap 大小设置为相同。