Java垃圾回收器详解：G1与ZGC

概述

垃圾回收器是JVM的核心组件。本教程介绍G1、ZGC和Shenandoah的原理和使用。

1. G1收集器

// G1收集器特点
// 1. 分区收集
// 2. 可预测停顿
// 3. 空间整合
// 4. 并行与并发

// 配置参数
// -XX:+UseG1GC
// -XX:MaxGCPauseMillis=200
// -XX:G1HeapRegionSize=16m
// -XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=45

public class G1Demo {
    public static void main(String[] args) {
        // 测试G1收集器
        // -XX:+UseG1GC -XX:MaxGCPauseMillis=200
    }
}

2. ZGC

// ZGC特点
// 1. 停顿时间不超过10ms
// 2. 支持TB级堆内存
// 3. 低延迟
// 4. 高吞吐量

// 配置参数
// -XX:+UseZGC
// -XX:ZCollectionInterval=5
// -XX:ZAllocationSpikeTolerance=2

public class ZGCDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 测试ZGC
        // -XX:+UseZGC
    }
}

3. Shenandoah

// Shenandoah特点
// 1. 并发压缩
// 2. 低停顿
// 3. 可预测停顿
// 4. 与G1类似的设计

// 配置参数
// -XX:+UseShenandoahGC
// -XX:ShenandoahGCHeuristics=adaptive

public class ShenandoahDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 测试Shenandoah
        // -XX:+UseShenandoahGC
    }
}

4. 实际应用示例

GC调优

public class GCTuning {
    public static void main(String[] args) {
        // 选择合适的GC
        // 1. 小堆（<4GB）：Serial GC或Parallel GC
        // 2. 中堆（4-32GB）：G1 GC
        // 3. 大堆（>32GB）：ZGC或Shenandoah
        
        // 监控GC
        // jstat -gc <pid> 1000
        // jcmd <pid> GC.heap_info
    }
}

GC日志分析

# 启用GC日志
# -Xlog:gc*:file=gc.log:time,uptime,level,tags

# 分析GC日志
# 使用GCViewer或GCEasy工具

5. 最佳实践

1. 选择合适的GC：根据堆大小和延迟需求选择
2. 监控GC状态：定期检查GC日志
3. 调优GC参数：根据应用特性调整
4. 测试GC性能：使用基准测试验证
5. 持续优化：GC调优是一个持续过程

总结

垃圾回收器是JVM的核心组件。深入理解G1、ZGC和Shenandoah的原理，可以帮助我们编写更高效的Java程序。