詳解 ZGC
ZGC 特點
ZGC 是最新的 JDK1.11 版本中提供的高效垃圾回收算法，ZGC 針對大堆內存設計可以支持 TB 級別的堆，ZGC 非常高效，能夠做到 10ms 以下的回收停頓時間。
這麼快的響應，ZGC 是如何做到的呢？這是由於 ZGC 具有以下特點。
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ZGC 使用了着色指針技術，我們知道 64 位平臺上，一個指針的可用位是 64 位，ZGC 限制最大支持 4TB 的堆，這樣尋址只需要使用 42 位，那麼剩下 22 位就可以用來保存額外的信息，着色指針技術就是利用指針的額外信息位，在指針上對對象做着色標記。
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第二個特點是使用讀屏障，ZGC 使用讀屏障來解決 GC 線程和應用線程可能併發修改對象狀態的問題，而不是簡單粗暴的通過 STW 來進行全局的鎖定。使用讀屏障只會在單個對象的處理上有概率被減速。
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由於讀屏障的作用，進行垃圾回收的大部分時候都是不需要 STW 的，因此 ZGC 的大部分時間都是併發處理，也就是 ZGC 的第三個特點。
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第四個特點是基於 Region，這與 G1 算法一樣，不過雖然也分了 Region，但是並沒有進行分代。ZGC 的 Region 不像 G1 那樣是固定大小，而是動態地決定 Region 的大小，Region 可以動態創建和銷燬。這樣可以更好的對大對象進行分配管理。
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第五個特點是壓縮整理。CMS 算法清理對象時原地回收，會存在內存碎片問題。ZGC 和 G1 一樣，也會在回收後對 Region 中的對象進行移動合併，解決了碎片問題。
雖然 ZGC 的大部分時間是併發進行的，但是還會有短暫的停頓。來看一下 ZGC 的回收過程。
ZGC 回收過程
如下圖所示，使用 ZGC 算法進行回收，從上往下看。初始狀態時，整個堆空間被劃分爲大小不等的許多 Region，即圖中綠色的方塊。
開始進行回收時，ZGC 首先會進行一個短暫的 STW，來進行 roots 標記。這個步驟非常短，因爲 roots 的總數通常比較小。
然後就開始進行併發標記，如上圖所示，通過對對象指針進行着色來進行標記，結合讀屏障解決單個對象的併發問題。其實，這個階段在最後還是會有一個非常短的 STW 停頓，用來處理一些邊緣情況，這個階段絕大部分時間是併發進行的，所以沒有明顯標出這個停頓。
下一個是清理階段，這個階段會把標記爲不在使用的對象進行回收，如上圖所示，把橘色的不在使用的對象進行了回收。
最後一個階段是重定位，重定位就是對 GC 後存活的對象進行移動，來釋放大塊的內存空間，解決碎片問題。
重定位最開始會有一個短暫的 STW，用來重定位集合中的 root 對象。暫停時間取決於 root 的數量、重定位集與對象的總活動集的比率。
最後是併發重定位，這個過程也是通過讀屏障，與應用線程併發進行的。