新一代 GC 神器 ZGC

0. 标记-复制算法

标记-复制算法分三个阶段:

  • 标记阶段:从 GC Roots 出发,标记存活对象。
  • 转移阶段:把存活对象复制到新的内存地址,原来的内存空间变成可回收的。
  • 重定位阶段:存活对象被复制到其他地方后,所有指向对象旧地址的指针都要调整到对象新的地址上。

1. 概述

Z Garbage Collector,即ZGC,是一个可伸缩的、低延迟的垃圾收集器。只支持 64 位的系统。

ZGC 未分代,每次 GC 都是 FullGC 。

1.1 ZGC 的设计目标

  • 亚毫秒级的最大暂停时间。
  • 暂停时间不随堆、存活对象数量、根集合大小的增长而增长。
  • 可处理的堆大小从 8MB 到 16TB。

总的来说,ZGC 具有如下特性:

  • 并发
  • 基于 Region
  • 压缩
  • NUMA 友好
  • 使用着色指针
  • 使用读屏障 load barriers

截至 JDK 14,ZGC 已在主流的操作系统上获得支持。

继续阅读

ConcurrentHashMap

1. 为什么 key 和 value 不允许为 null

HashMap 中允许 key、value 为 null,key 为 null 时哈希值为 0 。

ConcurrentHashMap 中都不能为 null 是因为作者 Doug Lea 认为:在并发编程中,null 值容易引来歧义,当调用 get(key) 返回 null 时,无法确定是 key 对应的 value 就是 null ,还是说这个 key 不存在。
非并发编程中可以通过调用 containsKey 方法来判断,但并发编程中无法保证这两个方法之间没有其他线程来修改 key 值。

2. 并行度 concurrencyLevel

ConcurrentHashMap 构造函数里有个参数 concurrencyLevel 提供了建议支持的并行度。

在 JDK 1.7 的实现里,分段锁段数组的大小由 concurrencyLevel 决定,为大于 concurrencyLevel 的最小的 2 次幂值,但不能超过 2^16,初始化后不能修改。

在 JDK 1.8 里,concurrencyLevel 会影响 Node 数组的初始容量,由于并发粒度是数组的元素,从而影响并发度。

concurrencyLevel 并不是指定了精确的并发度。

继续阅读

HashMap

本文源码基于 JDK 1.8.0_101 。

在 JDK 1.8 之前,HashMap 采用 槽数组 + 单链表 来实现;

在 JDK 1.8 开始采用 槽数组 + 单链表 + 红黑树 来实现。

1. 为什么引入红黑树?

解决哈希冲突时、链表过长导致访问效率低下的问题。

为什么是红黑树不是其他树:
二叉排序树在极端情况下会退化成线性结构。
平衡二叉树(AVL树)是严格平衡树,在增加或删除节点时,旋转次数比红黑树要多。红黑树的统计性能高于 AVL 树。

红黑树特性,RBT树上的每个节点,都要遵循下面的规则:
① 每个节点都是红色或者黑色;
② 根节点必须始终是黑色;
③ 没有两个相邻的红色节点;
④ 对每个结点,从该结点到其子孙节点的所有路径上包含相同数目的黑结点。

继续阅读