Z垃圾收集器（ZGC）是Oracle在JDK11中引入的一种创新的垃圾收集算法。它的主要目标是最大限度地减少Java虚拟机（JVM）上的应用程序暂停时间，使其特别适用于需要低延迟和高吞吐量性能的现代应用程序。

ZGC采用了一种分代的垃圾收集方法，将堆划分为两代：年轻一代和老一代（也称为成熟一代）。年轻一代被进一步划分为伊甸园空间和两个幸存者空间。老一代是长寿命对象最终被重新定位的地方。

ZGC的主要特征

l 低延迟焦点：ZGC的主要重点在于确保持续的短暂停时间。这一目标是通过减少停止世界(STW)暂停来实现的，使其成为要求几乎即时响应的应用程序的绝佳选择。

l 可量测性：ZGC经过精心设计，可以高效地处理大型内存堆。它展示了无缝管理从几千兆字节到几千兆字节的内存堆的能力，使它成为内存密集型应用程序的一个引人注目的选择。

l 并行阶段集成：ZGC整合了标记、重新定位对象和处理引用等重要任务的并发阶段。这意味着很大一部分垃圾收集活动与应用程序线程同时发生，有效地减少了STW暂停。

l 可预测且一致的性能：ZGC旨在提供稳定且可预测的性能。它努力将GC暂停时间保持在预定义的限制内，这是对延迟要求严格的应用程序的关键要求。

l 支持压缩Oops：ZGC与压缩Oops(普通对象指针)和谐地集成在一起，使它即使在64位平台上也能有效地处理32位引用。这种兼容性有助于有效使用内存。

自定义ZGC

ZGC提供了多种选项来调整其行为，以更好地满足你的应用程序的需求。一些常用的自定义选项包括：

l -Xmx：配置最大堆大小。

l -Xms：建立初始堆大小。

l -XX：MaxGCPauseMillis：设置ZGC的目标最大暂停时间。

l -XX：congcthreads：定义为并发阶段分配的线程数量。

这些选项提供了配置ZGC的灵活性，以根据应用程序的要求优化延迟、吞吐量或平衡方法。

明智地选择ZGC

对于需要低延迟特性同时保持最小暂停时间的应用，ZGC被证明是一个有价值的选择。ZGC大放异彩的一些常见场景包括：

l 实时应用：要求接近实时响应的应用，如金融交易系统和游戏服务器。

l 大数据应用：处理大量数据集的应用程序，需要最大限度地减少垃圾收集对处理时间的影响。

l 微服务： 微服务架构通常有严格的延迟要求，而ZGC可以有效地满足这些要求。

然而，必须认识到，ZGC可能不是所有情况下的最佳解决方案。在最大化吞吐量至关重要的情况下，像G1或并行GC这样的替代垃圾收集器可能更合适。

ZGC的优势

与传统的垃圾收集器相比，ZGC有几个优势：

l 低暂停时间：ZGC旨在实现小于十毫秒的暂停时间，即使对于大于1tb的堆也是如此。

l 可量测性：ZGC可以有效地管理大型堆，使其适用于需要大量内存的应用程序。

l 可预测的性能：通过最大限度地减少暂停时间，ZGC提供了更可预测的性能，这对实时和延迟敏感的应用至关重要。

结论

总之，Java的Z垃圾收集器(ZGC)是Java生态系统中垃圾收集算法的一个重要补充。它经过专门设计，可提供高效的内存管理，同时最大限度地减少对应用程序执行的中断，是要求低延迟和一致性能的当代应用程序的绝佳选择。

在本文中，我们深入研究了ZGC的基本属性，了解了如何激活和监控它，并研究了一个将其集成到多线程web服务器应用程序中的真实示例。我们还讨论了定制选项，并确定了ZGC擅长的场景。

随着Java的不断发展，ZGC对于开发人员来说仍然是一个强大的工具，他们的目标是优化应用程序的性能，同时遵守严格的延迟要求。它在低延迟和高效内存管理之间取得平衡的能力使其成为Java开发人员工具箱中的宝贵资产。