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类型单线程收集器。工作模式使用标记-压缩算法进行老年代的垃圾收集标记-复制算法进行年轻代的垃圾收集。特点简单高效适用于单核处理器或小型堆内存。在进行垃圾收集时会暂停所有应用线程Stop-The-World。使用场景适用于桌面应用和小型服务或者资源受限的环境。
2. Parallel Collector (Throughput Collector)
类型多线程收集器。工作模式同样采用标记-复制和标记-压缩算法。特点旨在最大化应用吞吐量即减少应用运行时间和垃圾收集时间的比例。在垃圾收集时也会触发全线程暂停。使用场景适合多核服务器强调吞吐量的应用如大型后端系统。
3. Concurrent Mark-Sweep (CMS) Collector
类型并发收集器。工作模式主要使用标记-清除算法。特点旨在减少应用停顿时间。大部分工作并发进行不需停止应用线程但在某些阶段仍需要短暂的全线程暂停。使用场景适用于对响应时间有高要求的应用。
4. Garbage-First (G1) Collector
类型并发收集器。工作模式将堆分割为多个区域Region使用标记-整理算法。特点提供更可预测的垃圾收集停顿时间适用于大型堆内存。允许用户指定停顿时间目标。使用场景适用于需要大堆内存和同时需要控制停顿时间的应用。
5. Z Garbage Collector (ZGC)
类型低延迟垃圾收集器。工作模式并发、基于区域的收集器使用读屏障和加载重定向来处理引用。特点旨在实现低延迟毫秒级适用于大型堆。使用场景适用于延迟敏感的应用如实时系统、大数据处理等。
6. Shenandoah Collector
类型低延迟垃圾收集器。工作模式与 ZGC 类似采用并发和基于区域的方法。特点主要目标是进一步减少停顿时间即使在大堆情况下也能维持低延迟。使用场景同样适用于对停顿时间非常敏感的应用程序。
7. Epsilon: A No-Op Garbage Collector
类型实验性质的“无操作”收集器。工作模式实际上不执行任何垃圾收集操作。特点提供了一个完全禁用垃圾收集的环境用于测试和性能分析。使用场景主要用于性能测试以便在没有任何垃圾收集干预的情况下了解应用程序的行为。
垃圾收集器的选择
选择合适的垃圾收集器需要考虑应用程序的特定需求
吞吐量优先如果优先考虑的是应用程序的吞吐量即完成工作的速度那么 Parallel Collector 或 CMS 可能是不错的选择。低延迟优先对于需要低延迟的应用程序如实时交互系统G1、ZGC 或 Shenandoah 更为合适。内存压力对于管理大量内存的应用程序G1、ZGC 或 Shenandoah 提供了更好的选项因为它们可以更有效地管理大堆并保持较低的停顿时间。开发和测试Epsilon GC 可以用于性能测试以理解应用程序在没有垃圾收集干预的情况下的表现。
总结
Java 提供了多种垃圾收集器以适应不同的应用程序需求和工作负载特性。从单线程的 Serial Collector 到用于大堆的 ZGC 和 Shenandoah以及专为测试设计的 Epsilon GCJava 的垃圾收集器选择越来越灵活和多样化。理解每种垃圾收集器的特性和适用场景对于优化 Java 应用程序的性能至关重要。随着 Java 平台的不断发展垃圾收集器的技术也在不断进步为开发者提供更多的选择和更好的性能优化机会。
