ZGC論文學習

A FIRST LOOK INTO ZGC

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概述

1. ZGC相似於shennadoash或者C4，專一於減小暫停時間和壓縮堆
2. 減小暫停時間的方法
   1. GC能夠在並行壓縮時使用多個線程
   2. 壓縮工做分爲多個暫停（增量壓縮）
   3. 將堆緊密地壓縮到正在運行的應用程序而不中止它（併發壓縮）
   4. Go的gc只是經過不壓縮堆來處理

GC barrier

ZGC併發壓縮的關鍵是load barrier/read barrier

1. 若是gc具備load barrier，則從堆讀取引用時，須要執行一些額外操做。Java中對於obj.field，gc都要write/store barrier
2. 由於堆中的讀取和寫入很常見，因此gc的write barrier和read barrier都須要很是高效，read barrier比write barrier更加容易，所以read barrier對性能更加敏感，分代gc須要一個write barrier，不須要read barrier;zgc須要一個read barrier，不須要write barrier
3. 讀取/寫入相似基本類型int double不須要barrier

reference coloring

zgc在堆引用中存儲額外的元數據，x64上是64位寬

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)
複製代碼

zgc保留對象實際地址的前42位（偏移量），因此zgc限制了4TB(堆最大爲4TB) 元數據位是42-45位，finalizable remapped marked1 marked0

剩下此處在offset處分配頁面時，沒有看懂

Pages & Physical & Virtual Memory

• Shenandoah將堆分紅了若干個大小相同的區域
• ZGC稱區域爲頁面，ZGC將頁面劃分爲大小不一樣的，都是2MB的倍數，有三種大小，小型（2MB），中型（32MB），大型（2MB的倍數）
• ZGC能夠區分物理內存和虛擬內存，可以將非連續的物理頁面映射到單個連續的虛擬內存空間。

物理內存和虛擬內存 物理內存就是系統硬件提供的內存大小，是真正的內存，相對於物理內存，在linux下還有一個虛擬內存的概念，虛擬內存就是爲了知足物理內存的不足而提出的策略，它是利用磁盤空間虛擬出的一塊邏輯內存，用做虛擬內存的磁盤空間被稱爲交換空間（Swap Space）

標記和從新定位對象

CMS 的過程

1. 初始標記
2. 並行標記
3. 從新標記
4. 並行清除

G1收集器的過程

ZGC收集器的過程

1. 初始停頓標記
2. 併發標記（concurrent mark）
3. 移動對象（relocate）
4. 修正指針（remap）

ZGC的優勢是隻須要爲重定位集中的頁面爲轉發指針分配空間，相比之下，shenandoah將轉發指針存儲在對象自己中，用於每一個對象，這些對象具備一些開銷