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

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）。年輕一代被進一步劃分為伊甸園空間和兩個幸存者空間。老一代是長壽命對象最終被重新定位的地方。

ZGC的主要特征

l 低延遲焦點：ZGC的主要重點在于確保持續的短暫停時間。這一目標是通過減少停止世界(STW)暫停來實現的，使其成為要求幾乎即時響應的應用程序的絕佳選擇。

l 可量測性：ZGC經過精心設計，可以高效地處理大型內存堆。它展示了無縫管理從幾千兆字節到幾千兆字節的內存堆的能力，使它成為內存密集型應用程序的一個引人注目的選擇。

l 并行階段集成：ZGC整合了標記、重新定位對象和處理引用等重要任務的并發階段。這意味著很大一部分垃圾收集活動與應用程序線程同時發生，有效地減少了STW暫停。

l 可預測且一致的性能：ZGC旨在提供穩定且可預測的性能。它努力將GC暫停時間保持在預定義的限制內，這是對延遲要求嚴格的應用程序的關鍵要求。

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

自定義ZGC

ZGC提供了多種選項來調整其行為，以更好地滿足你的應用程序的需求。一些常用的自定義選項包括：

l -Xmx：配置最大堆大小。

l -Xms：建立初始堆大小。

l -XX：MaxGCPauseMillis：設置ZGC的目標最大暫停時間。

l -XX：congcthreads：定義為并發階段分配的線程數量。

這些選項提供了配置ZGC的靈活性，以根據應用程序的要求優化延遲、吞吐量或平衡方法。

明智地選擇ZGC

對于需要低延遲特性同時保持最小暫停時間的應用，ZGC被證明是一個有價值的選擇。ZGC大放異彩的一些常見場景包括：

l 實時應用：要求接近實時響應的應用，如金融交易系統和游戲服務器。

l 大數據應用：處理大量數據集的應用程序，需要最大限度地減少垃圾收集對處理時間的影響。

l 微服務： 微服務架構通常有嚴格的延遲要求，而ZGC可以有效地滿足這些要求。

然而，必須認識到，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的優勢

與傳統的垃圾收集器相比，ZGC有幾個優勢：

l 低暫停時間：ZGC旨在實現小于十毫秒的暫停時間，即使對于大于1tb的堆也是如此。

l 可量測性：ZGC可以有效地管理大型堆，使其適用于需要大量內存的應用程序。

l 可預測的性能：通過最大限度地減少暫停時間，ZGC提供了更可預測的性能，這對實時和延遲敏感的應用至關重要。

結論

總之，Java的Z垃圾收集器(ZGC)是Java生態系統中垃圾收集算法的一個重要補充。它經過專門設計，可提供高效的內存管理，同時最大限度地減少對應用程序執行的中斷，是要求低延遲和一致性能的當代應用程序的絕佳選擇。

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控它，并研究了一個將其集成到多線程web服務器應用程序中的真實示例。我們還討論了定制選項，并確定了ZGC擅長的場景。

隨著Java的不斷發展，ZGC對于開發人員來說仍然是一個強大的工具，他們的目標是優化應用程序的性能，同時遵守嚴格的延遲要求。它在低延遲和高效內存管理之間取得平衡的能力使其成為Java開發人員工具箱中的寶貴資產。