ZGC论文学习

A FIRST LOOK INTO ZGC

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概述

1. ZGC相似于shennadoash或者C4，专一于减小暂停时间和压缩堆
2. 减小暂停时间的方法
   1. GC能够在并行压缩时使用多个线程
   2. 压缩工做分为多个暂停（增量压缩）
   3. 将堆紧密地压缩到正在运行的应用程序而不中止它（并发压缩）
   4. Go的gc只是经过不压缩堆来处理

GC barrier

ZGC并发压缩的关键是load barrier/read barrier

1. 若是gc具备load barrier，则从堆读取引用时，须要执行一些额外操做。Java中对于obj.field，gc都要write/store barrier
2. 由于堆中的读取和写入很常见，因此gc的write barrier和read barrier都须要很是高效，read barrier比write barrier更加容易，所以read barrier对性能更加敏感，分代gc须要一个write barrier，不须要read barrier;zgc须要一个read barrier，不须要write barrier
3. 读取/写入相似基本类型int double不须要barrier

reference coloring

zgc在堆引用中存储额外的元数据，x64上是64位宽

6                 4 4 4  4 4                                             0
 3                 7 6 5  2 1                                             0
+-------------------+-+----+-----------------------------------------------+
|00000000 00000000 0|0|1111|11 11111111 11111111 11111111 11111111 11111111|
+-------------------+-+----+-----------------------------------------------+
|                   | |    |
|                   | |    * 41-0 Object Offset (42-bits, 4TB address space)
|                   | |
|                   | * 45-42 Metadata Bits (4-bits)  0001 = Marked0
|                   |                                 0010 = Marked1
|                   |                                 0100 = Remapped
|                   |                                 1000 = Finalizable
|                   |
|                   * 46-46 Unused (1-bit, always zero)
|
* 63-47 Fixed (17-bits, always zero)
复制代码

zgc保留对象实际地址的前42位（偏移量），因此zgc限制了4TB(堆最大为4TB) 元数据位是42-45位，finalizable remapped marked1 marked0

剩下此处在offset处分配页面时，没有看懂

Pages & Physical & Virtual Memory

• Shenandoah将堆分红了若干个大小相同的区域
• ZGC称区域为页面，ZGC将页面划分为大小不一样的，都是2MB的倍数，有三种大小，小型（2MB），中型（32MB），大型（2MB的倍数）
• ZGC能够区分物理内存和虚拟内存，可以将非连续的物理页面映射到单个连续的虚拟内存空间。

物理内存和虚拟内存 物理内存就是系统硬件提供的内存大小，是真正的内存，相对于物理内存，在linux下还有一个虚拟内存的概念，虚拟内存就是为了知足物理内存的不足而提出的策略，它是利用磁盘空间虚拟出的一块逻辑内存，用做虚拟内存的磁盘空间被称为交换空间（Swap Space）

标记和从新定位对象

CMS 的过程

1. 初始标记
2. 并行标记
3. 从新标记
4. 并行清除

G1收集器的过程

ZGC收集器的过程

1. 初始停顿标记
2. 并发标记（concurrent mark）
3. 移动对象（relocate）
4. 修正指针（remap）

ZGC的优势是只须要为重定位集中的页面为转发指针分配空间，相比之下，shenandoah将转发指针存储在对象自己中，用于每一个对象，这些对象具备一些开销