Java垃圾回收器发展历程与性能指标

"该资源是一份关于垃圾回收器的PDF文档，主要讨论了垃圾回收器在Java中的重要性，特别是其在吞吐量和暂停时间之间的权衡，以及垃圾收集器的发展历程。文档还提到了不同类型的垃圾收集器，如Serial、ParNew、ParallelGC、CMS、G1、Epsilon、ZGC和ShenandoahGC，以及它们各自的特点和应用场景。此外，文件介绍了经典的垃圾收集器分类，包括并行、串行和并发收集器，以及针对新生代和老年代的不同策略。" 垃圾回收器是Java虚拟机（JVM）的重要组成部分，负责自动管理内存，确保程序运行过程中不会因为内存泄漏或过度分配导致系统崩溃。在Java中，有两个关键性能指标：吞吐量和暂停时间。吞吐量是指应用程序运行时间占总运行时间的比例，而暂停时间是指垃圾收集过程导致的应用暂停的长度。对于交互式应用，通常更注重短暂停时间，而对于后台服务，高吞吐量则更为重要。 垃圾收集器的发展历程展现了技术的进步。SerialGC是最早的垃圾收集器，适用于单线程环境，而ParNew是Serial的多线程版本，适合多处理器系统。ParallelGC在JDK6后成为默认选项，它提高了垃圾收集的并行性，提升了吞吐量。CMS和G1是并发标记扫描（Concurrent Mark Sweep）和Garbage-First的代表，它们在不暂停应用程序主线程的情况下进行大部分垃圾收集工作，降低了暂停时间。 G1在JDK9中成为默认收集器，设计目标是实现低延迟并能预测暂停时间。ZGC和ShenandoahGC是后来引入的实验性收集器，专注于降低暂停时间，其中ZGC在JDK11和JDK13中得到增强，能够自动释放未使用的堆内存。Epsilon垃圾回收器则是一个几乎不做任何工作的回收器，主要用于测试和基准对比。 经典的垃圾收集器分类分为并行、串行和并发三类。串行回收器（如Serial和SerialOld）在单线程中执行，适合小型应用。并行回收器（如ParNew、ParallelScavenge和ParallelOld）利用多线程提高效率，适合大型服务器应用。并发回收器（如CMS和G1）则在不中断应用程序的前提下进行大部分工作，以减少对应用性能的影响。 新生代和老年代的划分是垃圾收集的另一个重要概念。新生代收集器（如Serial、ParNew和ParallelScavenge）主要处理短生命周期的对象，而老年代收集器（如SerialOld、ParallelOld和CMS）处理生存期较长的对象。这种分代策略能够有效地优化垃圾回收过程，因为大多数对象在新生代就快速死亡，减少了对老年代的扫描。 垃圾回收器的选择取决于应用的需求，如是否需要高吞吐量、低延迟或特定平台的支持。了解这些垃圾收集器的特点和发展历程，有助于开发者做出最适合应用的决策。