ZGC（Z Garbage Collector）是Java平台的一种低延迟垃圾收集器，特别设计用于处理大规模数据集，并在保持对应用停顿时间（STW，Stop-The-World）有严格要求的场景下提供高性能。ZGC属于并发、并行的垃圾收集器，其核心特性之一就是采用了“分代”内存管理策略。
分代内存管理：
在Java中，分代内存管理是一种普遍采用的垃圾收集策略，它将堆内存划分为不同的区域或代（Generation），每个代对应着对象的不同生命周期阶段。ZGC同样遵循这一理念，主要分为以下几代：
- 年轻代（Young Generation）：新创建的对象通常首先分配在这里。年轻代又进一步细分为 Eden 区和两个 Survivor 区（通常称为From和To）。大部分短生命周期的对象在此完成其生命周期，当年轻代空间不足时，触发一次Minor GC（年轻代垃圾回收）。
- 老年代（Old Generation）：经过多次Minor GC后仍然存活的对象会被晋升到老年代。老年代存储的是长期存活或者大对象。当老年代空间不足时，会触发Major GC（也称为Full GC，整堆垃圾回收）。
ZGC在实现上对分代概念进行了优化和调整：
ZGC的改进：
- 颜色指针与着色（Color Pointers and Coloring）：ZGC引入了“颜色指针”，即每个对象引用都携带一个额外的标记位，用于表示对象是否处于移动状态或已移动到新的地址。这种设计使得ZGC在进行垃圾回收时无需进行传统的“停止世界”操作来更新所有指向已移动对象的引用。
- 读屏障（Read Barrier）：ZGC使用了轻量级的读屏障来跟踪对象访问。当应用程序读取对象引用时，读屏障会检查该引用的颜色标记，如果对象已经移动，则自动重定向到新地址，从而实现在垃圾回收过程中并发地处理应用程序的读操作。
- 异步并发（Asynchronous Concurrency）：ZGC的大部分工作都是并发执行的，包括初始标记、并发标记、并发预备重分配、并发重分配以及并发重初始化等阶段。这些并发操作极大地减少了对应用程序的停顿影响。
- 可扩展性（Scalability）：ZGC设计之初就考虑了处理TB级别堆内存的能力，通过使用Region内存布局（类似于G1垃圾收集器）、并行化垃圾回收任务以及上述的并发技术，确保在大规模数据集上仍能保持较低的停顿时间和良好的性能。
- 低延迟目标（Low Latency Goal）：ZGC承诺在任何堆大小下，垃圾回收的停顿时间都不超过10ms。这使得ZGC非常适合于对响应时间有严格要求的服务，如实时交易系统、大数据分析等。
总结来说，ZGC作为一款现代的垃圾收集器，虽然遵循了Java平台的分代内存管理原则，但在实现层面引入了一系列创新技术，如颜色指针、读屏障、异步并发等，旨在提供极低的停顿时间、高吞吐量以及对大规模数据集的良好支持，尤其适用于对延迟敏感且需要处理大量数据的Java应用程序。
