前言

JDK 11于2018年9月25日正式发布，这个版本引入了许多新的特性，其中最为引人注目的就是实现了一款新的垃圾回收器ZGC。Java开发人员日常工作中最关注、接触最多的就是JVM中的垃圾回收器，所以该垃圾回收器一经发布，立即吸引了大量开发人员的目光。在JDK 11中，ZGC被明确标记为实验性质（意味着还不成熟），这样一款尚不成熟的垃圾回收器为什么能合入OpenJDK的官方项目中？它对以前的垃圾回收器的改进体现在哪里？它的创新点是什么？它的不足有哪些？本书尝试从ZGC的代码出发，分析ZGC的设计和实现，希望能找到上述问题的答案。

ZGC是一款开源的垃圾回收器，本书从原理和代码角度对ZGC进行剖析，与大家一起学习ZGC，并希望通过本书的介绍让更多的人认识和使用它，也希望大家在学习的过程中都能理解、掌握、精通ZGC，并能在社区中贡献自己的力量。

本书共分为10章：

❑第1章介绍JVM中实现的垃圾回收器，其中着重介绍了G1，最后介绍了ZGC对G1的改进以及当下ZGC尚需完善之处。

❑第2章首先介绍内存地址多视图映射，然后介绍ZGC中的物理内存和虚拟内存，以及它们的管理，最后介绍ZGC如何分配对象。

❑第3章主要介绍ZGC中涉及的四大控制线程：ZDirector负责垃圾回收的触发，ZDriver负责垃圾回收的执行，ZStat负责收集统计信息，VMThread负责控制进行STW操作。

❑第4章介绍ZGC如何利用地址多视图映射设计并发算法进行并发标记、并发转移和并发重定位。

❑第5章介绍ZGC垃圾回收过程的10个步骤以及每一步所做的工作，同时给出了算法示例图演示整个垃圾回收的过程。

❑第6章分析一个完整的ZGC运行日志，并针对每一行日志进行解释，为读者了解ZGC的运行情况提供帮助。

❑第7章首先介绍ZGC中最常用的参数，包括ZGC新引入的参数、ZGC重用的通用GC参数，然后介绍分别使用G1和ZGC作为垃圾回收器运行Cassandra和YCSB，从停顿时间和吞吐率两个方面比较ZGC和G1的运行效果。

❑第8章主要介绍ZGC目前存在的不足以及未来的发展方向。

❑第9章介绍两种调试方法：根据源代码编译后使用GDB调试JVM，着重介绍ZGC垃圾回收过程的调试；根据HotSpot Debugger工具对运行的Java程序进行分析。

❑第10章对Shenandoah进行简要介绍。Shenandoah在JDK 12中作为实验项目加入OpenJDK，它和ZGC的定位非常类似，但实现方法并不相同。该章简单地介绍Shenandoah和G1、ZGC之间的区别，Shenandoah垃圾回收触发的策略以及Shenandoah实现的几种垃圾回收算法。

本书主要基于JDK 11源代码进行分析，所用的版本是jdk11u1，读者可以自行到OpenJDK的官网下载，也可以从笔者在GitHub（https://github.com/chenghanpeng/jdk11u）的备份中下载。

在本书中，为了能够让读者更加清晰、直观地了解一些基本概念，笔者设计了一些样例程序，这些样例代码可以从仓库（https://github.com/chenghanpeng/jdk11u/tree/master/example）中下载。另外，本书介绍了ZGC在JDK 12中的新功能——类回收，为了便于读者学习研究，笔者也维护了一份JDK 12的源代码（https://github.com/chenghanpeng/jdk12），供感兴趣的读者下载。

最后再强调一点，ZGC处于持续迭代开发中，变化也会很快。为了能够深入探索ZGC，希望读者在阅读本书时要始终抱着质疑的态度，不断地问自己：书中的介绍和解释是否正确？ZGC的实现是否有改进的空间？如果有该如何改进？只有不断地提出问题、解决问题，才能深入理解和运用ZGC。

由于笔者水平有限，时间仓促，书中难免存在错漏之处，恳请读者批评指正。你可以通过https://github.com/chenghanpeng/jdk11u/issues提交问题。期待能够得到读者朋友们的真情反馈，在技术道路上互勉共进。

在创作本书的过程中，得到了很多朋友以及同事的帮助和支持，在此表示衷心的感谢！

感谢策划编辑吴怡的支持和鼓励，她不仅给出了非常多的写作意见和建议，还不厌其烦地、认真地和笔者沟通，力争做到清晰、准确、无误地将内容呈现给读者。

感谢我的家人，特别是我的儿子，能够体谅我牺牲了陪伴他的时间。有了他们的支持和帮助，我才有时间和精力去完成写作。