丝绸般流畅！垃圾回收器 ZGC原理与优化之道

序言

在上一篇文章中，我们介绍了 ZGC 的基本概念和阿里 ZGC 规模化实践，看到了阿里业务和云上客户享受到 ZGC 带来的响应时间优化，同时也遭遇到了实际问题。为了更好地使用 ZGC，我们需要了解 ZGC 的工作原理和调优策略。

ZGC 工作原理

ZGC 是一种标记-压缩式垃圾回收器，它通过标记存活对象并将它们压缩到内存中的连续空间来实现垃圾回收。ZGC 的工作流程可以分为以下几个步骤：

1. 标记阶段： ZGC 使用三色标记算法来标记存活对象。它将对象分为白色、灰色和黑色三种颜色。白色对象是还没有被标记的对象，灰色对象是已经被标记为存活的对象，黑色对象是被标记为已经死亡的对象。
2. 压缩阶段： ZGC 将所有灰色对象压缩到内存中的连续空间中。它使用一种名为“bump pointer”的算法来实现压缩。Bump pointer 指向内存中下一个可用字节，它会随着压缩的进行而移动。当灰色对象被压缩到内存中时，bump pointer 会指向下一个可用字节，以便下一个灰色对象可以被压缩到该字节处。
3. 重定位阶段： ZGC 将所有存活对象的指针更新到新的地址。它使用一种名为“read barrier”的算法来实现重定位。Read barrier 会在每个对象访问之前检查该对象的地址是否已经发生变化，如果发生变化，它会将对象的地址更新到新的地址。

ZGC 核心技术

ZGC 采用了许多核心技术来实现高性能垃圾回收。这些技术包括：

• 并行标记： ZGC 使用多个线程并行标记存活对象。这可以显著提高标记阶段的速度。
• 增量标记： ZGC 不会一次性标记所有对象。它会将对象划分为多个区域，然后对每个区域进行增量标记。这可以减少标记阶段对应用程序性能的影响。
• 并发压缩： ZGC 可以与应用程序并发压缩存活对象。这可以进一步提高压缩阶段的速度。
• 增量重定位： ZGC 不会一次性重定位所有存活对象的指针。它会将存活对象划分为多个组，然后对每个组进行增量重定位。这可以减少重定位阶段对应用程序性能的影响。

ZGC 调优策略

ZGC 提供了许多调优选项，可以帮助用户根据自己的应用程序需求来优化 ZGC 的性能。这些调优选项包括：

• 并行标记线程数： 并行标记线程数决定了 ZGC 使用多少个线程来并行标记存活对象。用户可以根据自己的应用程序需求来调整这个值。
• 增量标记步长： 增量标记步长决定了 ZGC 在标记每个区域时标记多少个对象。用户可以根据自己的应用程序需求来调整这个值。
• 并发压缩线程数： 并发压缩线程数决定了 ZGC 使用多少个线程来并发压缩存活对象。用户可以根据自己的应用程序需求来调整这个值。
• 增量重定位步长： 增量重定位步长决定了 ZGC 在重定位每个组时重定位多少个对象的指针。用户可以根据自己的应用程序需求来调整这个值。

结束语

ZGC 是一种高性能垃圾回收器，它具备了前所未有的响应时间、吞吐量、低延迟的特点。通过了解 ZGC 的原理、核心技术和调优策略，用户可以根据自己的应用程序需求来优化 ZGC 的性能，从而获得更好的应用程序性能。