【博客大赛】JVM深入探索之初探ZGC的领域

上图整体是GC的回收过程的周期阶段展示，主要包括了并行化处理阶段：

• 标记(Marking);
• 重定位（Relocation）/压缩（Compaction）；
• 重新分配集的选择（Relocation set selection）；
• 引用处理（Reference processing）；
• 弱引用的清理（WeakRefs Cleaning）;
• 字符串常量池（String Table）和符号表（Symbol Table）的清理；
• 类卸载（Class unloading）。

ZGC能够在运行Java应用程序线程时执行并发操作，比如对象重定位。从Java线程的角度来看，在Java对象中加载引用字段的行为受到内存屏障的限制。

一次完整的 ZGC 回收周期分为以下几个阶段（Phase）：

1. Pause Mark Start：标记根对象；
2. Concurrent Mark：并发标记阶段；

3. Concurrent Relocate：并发重定位；

• 活动对象被移动到了一个新的 Heap Region B-region 中，之前旧对象所在的 Heap Region A-region 即可复用；如果 B-region 中对象之间的引用关系将会在这一阶段被更新；
• 在重定位过程中，新旧对象的映射关系（同一对象在不同 Region 中的映射关系）被记录在了 Forwarding Tables 中。

Pause Mark Start：这个阶段实际上已经进入了新的 ZGC Cycle，同样也是标记根对象；

Concurrent Relocate……

从上面的垃圾回收过程可以看到，正是因为ZGC回收过程中各����,���个 Phase 的并发性，才使得 GC Pause 不受垃圾回收周期内堆上活动数据数量和需要跟踪与更新的引用数量的影响，将暂停时间保持在较低的水平。

ZGC 在Pause Mark Start 阶段进行根对象扫描（Root Scanning）建立起到达性分析的对象之间的引用关系图谱。

Concurrent Remap：并发重映射这个阶段除了标记根对象直接引用的对象外，还会根据上个 ZGC Cycle 中生成的 Forwarding Tables 更新跨 Heap Region的引用；

Concurrent Mark：并发标记阶段，此阶段不会进行stw机制，会处于并发标记与根节点有关系并且可到达的对象。

同步检查点（Sync point）：清理弱引用的数据信息

活动对象被移动到了一个新的 Heap Region B-region 中，之前旧对象所在的 Heap Region A-region 即可复用；如果 B-region 中对象之间的引用关系将会在这一阶段被更新；

在重定位过程中，新旧对象的映射关系（同一对象在不同 Region 中的映射关系）被记录在了 Forwarding Tables 中。

这允许我们在移动对象/整理内存阶段，在指向可回收/重用区域的指针确定之前回收/重用这部分内存，这有助于降低堆开销。这还意味着不需要实现单独的标记压缩算法来处理完整的GC。

这允许我们使用相对较少且简单的GC屏障。这有助于降低运行时开销。这还意味着在解释器和JIT编译器中更容易实现、优化和维护GC barrier代码。

局限性

ZGC的初始实验版本将不支持类卸载。默认情况下，classunload和ClassUnloadingWithConcurrentMark选项将被禁用。即便你启用也是不生效的。此外，ZGC最初不支持JVMCI(即Graal)。如果启用EnableJVMCI选项，将打印一条错误消息。

构建和使用

按照惯例，构建系统默认禁用JVM中的实验性特性。ZGC是一个实验性特性，因此不会出现在JDK构建中，除非在编译时使用configure选项:

--with-jvm-features=zgc     //显式地启用它。

(ZGC将出现在Oracle发布的所有Linux/x64 JDK版本中)

JVM中的实验特性还需要在运行时显式地解锁。因此，要启用/使用ZGC，需要以下JVM选项:

-XX:+ unlockexperimental alvmoptions -XX:+UseZGC