java垃圾收集器大纲

南极企鹅

334人浏览 · 2026-06-22 15:40:40

南极企鹅 · 2026-06-22 15:40:40 发布

基础算法(理论层面)

算法	原理	优点	缺点
标记-清除（Mark-Sweep）	标记存活对象，清除未标记	简单、不移动对象	内存碎片、效率低
标记-复制（Mark-Copy）	存活对象复制到另一块内存	无碎片、高效	内存利用率仅 50%
标记-整理（Mark-Compact）	存活对象向一端移动，清理边界外	无碎片、内存利用率高	移动对象开销大、STW 长

垃圾回收器分类

1. 分代收集器

回收器	新生代算法	老年代算法	特点	适用场景
Serial	复制	整理	单线程、STW	客户端/嵌入式
ParNew	复制（并行）	—	Serial 的多线程版	配合 CMS 使用
Parallel Scavenge	复制（并行）	整理	吞吐量优先	后台计算/批处理
Parallel Old	—	整理（并行）	Parallel 的老年代版	同上

2.低延迟收集器(并发标记)

回收器	算法	核心设计	优点	缺点
CMS（Concurrent Mark Sweep）	标记-清除	并发标记、并发清除	低延迟	内存碎片、浮动垃圾、并发失败退化为 Serial Old
G1（Garbage First）	标记-整理 + 复制	Region 分区、优先回收垃圾最多区	可预测停顿、平衡吞吐与延迟	内存开销略大

G1 关键参数：-XX:MaxGCPauseMillis=200（目标最大停顿 200ms）

3.新一代低延迟收集器（ZGC / Shenandoah）

回收器	算法	核心设计	目标停顿	JDK 版本
ZGC	标记-复制 + 染色指针	并发整理、读屏障、染色指针	< 10ms	JDK 11+（生产可用），JDK 15+ 稳定
Shenandoah	标记-复制 + Brooks 指针	并发标记、并发整理、读屏障	< 10ms	JDK 12+（Red Hat 主导）
Epsilon	不回收	仅分配不回收，用于性能测试	—	JDK 11+

核心对比

维度	Parallel	CMS	G1	ZGC / Shenandoah
设计目标	吞吐量	低延迟	平衡	超低延迟
最大堆	无限制	较小	数十 GB	TB 级
典型停顿	数百 ms~数 s	几十~几百 ms	几十~几百 ms	< 10ms
内存碎片	无	严重	可控	无
并发能力	无	部分	部分	全并发
JDK 推荐	JDK 8 默认	已废弃（JDK 14）	JDK 9+ 默认	JDK 17+ 推荐

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