# 39. Java 21 新增的 ZGC 有什么特点？如何与 G1 进行对比？
# 标准答案
Java 21 的 ZGC（Z Garbage Collector）是一种低延迟垃圾回收器，具备超低停顿（典型停顿时间 <1ms）、大堆支持（最高 16TB）、并发回收等特点。相比 G1，ZGC 采用无分代设计（Region-less）、基于染色指针（Colored Pointers）实现读屏障（Load Barrier），能够在并发回收的同时避免长时间 Stop-The-World（STW）。它适用于低延迟、高吞吐的应用场景，如在线交易、高频金融计算等。
# 答案解析
ZGC 主要解决传统 GC（如 G1）的高停顿问题，最大化吞吐的同时降低 STW 停顿时间。其核心特点包括：
超低停顿（<1ms）
采用完全并发回收，仅在极少数情况下 STW，适用于低延迟应用，如高并发服务、实时计算等。大堆支持（最高 16TB）
G1 受限于 32-bit 压缩指针的堆大小（最大 57GB），而 ZGC 通过染色指针（Colored Pointers）支持更大的地址空间，适合大内存应用，如 AI 训练、数据分析等。无分代 GC
传统 G1 采用分代 GC（年轻代 + 老年代 + Humongous），ZGC 则没有代概念，避免了跨代晋升导致的性能抖动。染色指针 + 读屏障
染色指针在 64 位指针的高位存储 GC 状态信息，无需额外的元数据表，减少回收开销。读屏障允许在对象访问时完成对象转移，减少 GC STW 停顿。并发类卸载
传统 GC 在 Full GC 时才能卸载无用类，ZGC 允许并发卸载，避免 Metaspace OOM 问题，适合动态加载 Class 的应用（如 Web 服务器）。
ZGC 和 G1 的主要区别如下：
| 对比项 | ZGC | G1 GC |
|---|---|---|
| STW 停顿时间 | <1ms | 10ms~100ms |
| 分代机制 | 无分代（Region-less） | 有分代（Young + Old + Humongous） |
| 回收方式 | 99% 并发回收 | 部分并发，部分 STW |
| 指针管理 | 染色指针（Colored Pointers） | 传统指针 |
| 最大支持堆 | 16TB | 57GB（压缩指针模式下） |
| Full GC | 极少发生 | 可能频繁发生 |
| 适用场景 | 低延迟、大内存应用（金融、AI） | 一般服务端应用（电商、广告等） |
# 深入追问
ZGC 如何避免 STW？
- 采用读屏障（Load Barrier）+ 并发标记 + 并发转移，在访问对象时完成对象转移，避免 STW。
为什么 G1 不能完全避免 STW？
- G1 仍需要 Stop-The-World 来做 Root Scanning、Mixed GC，尤其是晋升失败时可能触发 Full GC。
ZGC 是否适用于所有应用？
- ZGC 适用于低延迟应用（如金融交易、游戏服务器），但在 CPU 开销较高的场景（如大规模批处理）可能不如 G1。
# 相关面试题
- 如何选择合适的 GC？ZGC、G1、Shenandoah 适用场景？
- 染色指针（Colored Pointers）如何优化 GC？
- ZGC 在大内存应用中的优势是什么？
