g1是分代+分区的渐进式优化，zgc是单代+并发的颠覆式重构；g1保留分代但用region动态划分，zgc统一单代全堆调度；g1靠预测选region控停顿，zgc借染色指针与读屏障实现亚毫秒stw。
内存模型与分代逻辑
G1 保留传统分代概念，但打破物理隔离：
- 堆被划分为固定大小的 Region（默认最多 2048 个），每个 Region 动态标记为 Eden、Survivor 或 Old 角色
- 仍区分年轻代和老年代，依赖“分代假说”——新对象大多短命，因此 Young GC 频繁、轻量
- 大对象（>50% Region 大小）直接进入 Humongous 区，避免复制开销
ZGC 彻底放弃分代，采用统一的单代内存视图：
- 整个堆视为一个整体，不预设新生/老生边界，所有对象平等参与回收
- 不再按生命周期分批处理，而是通过并发标记+转移，全堆统一调度
- 这种设计规避了分代假说失效时（如长期缓存大量对象）带来的 Mixed GC 压力
停顿控制机制
G1 的停顿可控性来自“预测+优先级”：
- 用户设定 -XX:MaxGCPauseMillis（默认 200ms），G1 在每次 GC 前估算各 Region 回收收益与耗时
- 选择“垃圾最多、整理最快”的 Region 组成 Collection Set，实现“可预测停顿”而非严格上限
- Initial Mark 和 Remark 阶段仍需 STW，时间随 GC Roots 数量增长，Mixed GC 中老年代部分也会带来波动
ZGC 的亚毫秒停顿靠“染色指针 + 读屏障 + 极简 STW”：
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- 用指针高 4 位编码对象状态（marked0/marked1/remapped/unused），标记与转移无需修改对象头
- 每次对象读取前插入 读屏障（Load Barrier），自动完成转发、重映射等操作
- 真正 STW 只有三处：初始标记（扫描 GC Roots）、再标记（修正并发变动）、初始转移（选回收集），总时长通常
并发执行能力
G1 实现的是“部分并发”：
- 并发标记阶段与应用线程并行，但需 SATB（Snapshot-At-The-Beginning）写屏障记录变更
- Young GC 完全 STW；Mixed GC 中老年代回收仍需 Stop-The-World 配合转移
- Full GC 是单线程串行，一旦触发即严重卡顿
ZGC 追求“全程并发”：
- 标记、转移、重映射全部与应用线程并发执行
- 依赖虚拟内存多映射（Multi-Mapping）技术，同一物理页映射多个虚拟地址，支持对象原地转移与原子更新
- 无 Full GC 概念，极端情况下也只触发并发周期，不中断业务
适用约束与底层依赖
G1 兼容性强，部署门槛低：
- JDK 7u4 起支持，JDK 9+ 默认服务端 GC
- 运行于任意 64 位 JVM 环境，对 OS 内核无特殊要求
- 调优参数丰富（如 -XX:InitiatingHeapOccupancyPercent、-XX:G1MixedGCLiveThresholdPercent），适合经验型运维
ZGC 对环境有硬性要求：
- JDK 11 引入，JDK 15 起生产就绪；仅支持 64 位 Linux（内核 ≥ 4.1）、Windows（≥ Win10 1903）、macOS（≥ 10.15）
- 需启用大页（Transparent Huge Pages 推荐开启）以减少 TLB 压力
- 参数极简（主要用 -XX:+UseZGC），但故障排查更依赖底层内存映射与屏障行为理解
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