jvm垃圾回收的差異
JVM（Java Virtual Machine）的垃圾回收（GC）機制是自動管理內存的一種方式，能夠幫助開發者釋放不再使用的內存，避免內存泄漏和溢出等問題。不同的垃圾回收器（GC）有著不同的特點、適用場景以及性能差異。
1. 垃圾回收器分類
JVM垃圾回收器主要分為兩大類：
串行垃圾回收器（Serial GC）
并行垃圾回收器（Parallel GC）
并發垃圾回收器（Concurrent GC）
混合垃圾回收器（如：G1 GC）
ZGC 和 Shenandoah GC（低延遲垃圾回收器）
2. 串行垃圾回收器（Serial GC）
串行垃圾回收器是最簡單的垃圾回收器，所有的垃圾回收操作都是單線程完成的。
特點：
單線程執行：所有的垃圾回收操作（包括標記、清除、壓縮）都由一個線程來完成。
適用于單核機器：在多核機器上可能存在性能瓶頸，因回收過程阻塞應用線程。
低內存占用：由于只使用一個線程，內存占用較小。
GC暫停時間較長：因為所有的回收都由一個線程執行，可能導致應用程序的停頓時間較長。
適用場景：
內存資源較為緊張、硬件性能較差，或者單核環境。
小型應用或者對GC延遲要求不高的場景。
啟用方式：
java -XX:+UseSerialGC
3. 并行垃圾回收器（Parallel GC）
并行垃圾回收器通過多個線程來并行地執行垃圾回收過程，減少了垃圾回收的時間，適合多核環境。
特點：
多線程執行：垃圾回收過程中可以使用多個線程，并行執行標記、清理和整理操作。
吞吐量較高：能更好地利用多核CPU資源，適合計算密集型應用。
GC暫停時間較長：雖然多線程執行，但仍然是“停頓式”的，GC時應用線程會被暫停。
適用場景：
計算密集型應用（如批處理任務、大數據處理等）。
硬件資源豐富的服務器上，特別是在多核環境中。
啟用方式：
java -XX:+UseParallelGC
4. 并發垃圾回收器（Concurrent Mark-Sweep GC, CMS GC）
CMS（Concurrent Mark-Sweep）垃圾回收器是為了減少垃圾回收的停頓時間而設計的。它在標記和清理階段盡可能與應用線程并發執行。
特點：
低停頓：通過并發執行垃圾回收，尤其是在標記階段和清理階段，減少了應用停頓時間。
并發標記和清理：標記和清理過程與應用線程并行進行，因此GC停頓時間較短。
無法完全消除停頓：由于某些階段仍然需要停頓（如重標記階段），停頓時間不能完全消除。
內存碎片問題：由于沒有壓縮階段，可能會導致內存碎片的出現。
適用場景：
對延遲敏感的應用（如Web服務器、實時系統）。
對停頓時間要求較高的場景。
啟用方式：
java -XX:+UseConcMarkSweepGC
5. G1垃圾回收器（Garbage First GC）
G1（Garbage First）垃圾回收器是為大內存應用而設計的，它將堆劃分為多個區域（Region），在垃圾回收時會優先清理回收成本較低的區域，從而減少停頓時間。
特點：
分區回收：將堆劃分為多個小區域，每個區域都有不同的回收策略。
低停頓：通過優先回收成本較低的區域，控制每次垃圾回收的停頓時間。
混合回收：G1 采用了類似 CMS 的并發標記和清理，同時也進行并行回收，最后進行清理階段時也盡可能減少停頓。
可控的停頓時間：通過 -XX:MaxGCPauseMillis 可以設定最大GC停頓時間，G1會盡量保證在這個時間內完成回收。
適用場景：
對響應時間要求較高的大型應用（如大數據系統、金融應用）。
內存較大（如8GB以上）的應用。
啟用方式：
java -XX:+UseG1GC
6. ZGC 和 Shenandoah GC（低延遲垃圾回收器）
ZGC（Z Garbage Collector）和Shenandoah GC是兩種低延遲垃圾回收器，專門設計用于極低的GC暫停時間，適合對延遲要求非常高的應用。
特點：
低延遲：ZGC 和 Shenandoah 都是為低延遲設計的，暫停時間幾乎是常數級別的。
可伸縮性：兩者都支持大規模堆（數TB內存），并且能在不中斷應用的情況下進行垃圾回收。
并發標記和清理：標記、壓縮等工作幾乎都在應用線程運行時并發執行。
適用場景：
超低延遲要求的應用（如實時交易系統、在線支付系統）。
高可用、高并發的大型分布式應用。
啟用方式：
java -XX:+UseZGC
java -XX:+UseShenandoahGC
7. JVM 垃圾回收器的差異總結
8. 選擇合適的垃圾回收器
HikariCP 或 Apache DBCP 等性能要求較高的應用通常選擇 并行GC 或 G1 GC。
對實時性要求較高的應用，如 金融系統 或 實時處理系統，可以使用 CMS GC、G1 GC 或 低延遲GC（ZGC/Shenandoah）。
內存較小、要求不高的小型應用可以選擇 串行GC。
每種垃圾回收器有其特點和適用場景，選擇合適的垃圾回收器不僅有助于優化應用性能，還能提高系統的穩定性和可維護性。
