深入理解 JDK 11 中的垃圾收集器：Shenandoah

# 1. 介绍 JDK 11 中的垃圾收集器

## 1.1 JDK 11 中的垃圾收集器概述
Java开发环境通过Java虚拟机（JVM）管理内存和垃圾回收，JDK 11中引入了一种新的垃圾收集器Shenandoah。Shenandoah收集器是一种低停顿时间的并发垃圾收集器，与传统的垃圾收集器相比具有更高的性能和效率。

## 1.2 垃圾收集器在 Java 虚拟机中的重要性
在Java应用程序中，垃圾收集器负责自动回收不再使用的内存，并将其释放给操作系统。这对于释放资源和提供稳定的应用程序性能至关重要。垃圾收集器的设计和选择可影响应用程序的响应时间、吞吐量和内存占用等方面。

## 1.3 Shenandoah 垃圾收集器的背景和特点
Shenandoah是由Red Hat开发的一种新型垃圾收集器，它旨在减少垃圾收集器引起的停顿时间，并可以处理大型内存堆。Shenandoah采用了并发标记-清理和并发压缩两种算法，以在减小停顿时间的同时提供较高的吞吐量。

Shenandoah垃圾收集器的一些主要特点包括：
- 并发引用访问：Shenandoah在垃圾收集过程中不需要停止应用程序的执行，这样可以减少应用程序的停顿时间。
- 并发标记-清理算法：Shenandoah采用了分区算法来并发地标记和清理内存，以减少停顿时间。
- 并发压缩算法：Shenandoah还采用了额外的并发压缩算法，以进一步减小停顿时间，并提供更高的应用程序吞吐量。

通过引入Shenandoah垃圾收集器，JDK 11为开发人员提供了更灵活和高效的垃圾收集解决方案，使得应用程序能够更好地满足性能和响应时间的需求。在接下来的章节中，我们将详细讨论Shenandoah垃圾收集器的原理、使用方法以及与其他垃圾收集器的比较。

# 2. Shenandoah 垃圾收集器的原理

垃圾收集是Java虚拟机的重要功能之一，它可以自动回收不再使用的内存资源，提高了开发效率并降低了程序员的负担。JDK 11中引入了一种新的垃圾收集器——Shenandoah垃圾收集器，它具有并发标记-清理和并发压缩两种算法，通过并发和并行执行垃圾收集过程，以减少对应用程序的停顿时间。

### 2.1 垃圾收集算法及原理

垃圾收集算法通常基于对象的可达性来判断对象是否可以被回收。在Java中，使用的是基于“可达性分析”的算法，即从一个或多个“GC Roots”对象作为起始点，通过一系列的引用关系，向下追踪对象的引用链，能够被追踪到的对象即为可达对象，不可达对象则为待回收对象。

垃圾收集器会周期性地执行垃圾收集操作，将不可达对象进行回收释放内存空间，以便给新的对象分配。具体的垃圾收集算法有很多种，如标记-清除、复制、标记-整理等，每种算法都有其优势和劣势，根据应用场景的不同选择合适的算法。

### 2.2 Shenandoah 的并发标记-清理算法

Shenandoah垃圾收集器采用了并发标记-清理算法，该算法将垃圾收集的标记和清理过程并发执行，以减少应用程序的停顿时间。

并发标记过程中，垃圾收集器会从根对象开始遍历整个对象图，将可达性信息标记在对象的头部，标记过程中需要保证数据一致性，以确保被标记的对象不会被意外回收。

并发清理过程中，垃圾收集器会回收不可达对象并释放内存空间。由于并发清理过程和应用程序的执行是同时进行的，垃圾收集器需要处理应用程序修改对象引用的情况，避免清理已被应用程序修改的对象。

### 2.3 Shenandoah 的并发压缩算法

Shenandoah垃圾收集器还采用了并发压缩算法，该算法在并发清理的基础上，进一步压缩堆内存中的对象。

并发压缩算法通过将存活对象移动到堆内存的连续空间中，减少了内存碎片的形成，并提高了内存空间的利用率。在压缩过程中，需要考虑并发修改的问题，确保被修改的对象不被误移。

与传统的垃圾收集器相比，Shenandoah垃圾收集器通过并发执行的方式，有效降低了应用程序的停顿时间，提高了垃圾收集的效率。

以上就是Shenandoah垃圾收集器的原理介绍，下一章将详细介绍如何在JDK 11中启用Shenandoah垃圾收集器。

# 3. Shenandoah 垃圾收集器的使用与配置

在这一章节中，我们将深入探讨如何在 JDK 11 中启用 Shenandoah 收集器，并介绍常用的配置选项。我们还将讨论如何优化 Shenandoah 收集器的性能。

#### 3.1 在 JDK 11 中启用 Shenandoah 收集器

在 JDK 1