Shenandoah JVM垃圾回收器详解

最新推荐文章于 2025-09-12 10:02:07 发布

原创最新推荐文章于 2025-09-12 10:02:07 发布 · 812 阅读

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#Java #Garbage Collection #Performance Optimization

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📕我是廖志伟，一名Java开发工程师、《Java项目实战——深入理解大型互联网企业通用技术》（基础篇）、（进阶篇）、（架构篇）、《解密程序员的思维密码——沟通、演讲、思考的实践》作者、清华大学出版社签约作家、Java领域优质创作者、优快云博客专家、阿里云专家博主、51CTO专家博主、产品软文专业写手、技术文章评审老师、技术类问卷调查设计师、幕后大佬社区创始人、开源项目贡献者。

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Java程序员廖志伟

💡在这个美好的时刻，笔者不再啰嗦废话，现在毫不拖延地进入文章所要讨论的主题。接下来，我将为大家呈现正文内容。

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🌟 Shenandoah JVM核心知识点

🍊 Shenandoah概述

🎉 背景

Shenandoah，作为Oracle公司于2018年推出的一款新型垃圾回收器，旨在解决传统垃圾回收器在低延迟和高吞吐量场景下的性能瓶颈。它通过将垃圾回收过程与应用程序的执行过程分离，实现了并发垃圾回收，显著降低了垃圾回收对应用程序性能的影响。

🎉 设计目标

Shenandoah的设计目标主要包括以下三个方面：

降低垃圾回收延迟：通过并发执行垃圾回收任务，减少对应用程序执行的影响。
提高垃圾回收吞吐量：优化垃圾回收算法，提高垃圾回收效率。
增强垃圾回收稳定性：通过算法优化和内存管理，降低应用程序崩溃率。

🎉 架构

Shenandoah采用并发标记清除（CMS）算法，结合增量更新和并发清除技术，实现了并发垃圾回收。这种架构允许垃圾回收器与应用程序并发执行，从而减少对应用程序性能的影响。

🍊 Shenandoah的工作原理

🎉 垃圾回收机制

Shenandoah的垃圾回收机制主要包括以下三个步骤：

并发标记：在应用程序运行过程中，Shenandoah并发地遍历所有对象，标记出可达的对象。
增量更新：在标记过程中，Shenandoah逐步更新对象引用，以避免对应用程序性能的影响。
并发清除：在标记完成后，Shenandoah并发地清除不可达的对象，并释放相应的内存空间。

🎉 并发收集

Shenandoah的并发收集是指在应用程序运行过程中，垃圾回收器与应用程序并发执行。这种并发执行方式可以降低垃圾回收对应用程序性能的影响，提高应用程序的响应速度。

🎉 内存分配策略

Shenandoah采用自适应内存分配策略，根据应用程序的运行情况动态调整内存分配参数，从而提高内存利用率。

🍊 Shenandoah的优势

🎉 性能提升

Shenandoah通过并发垃圾回收和自适应内存分配等技术，有效降低了垃圾回收的延迟，提高了应用程序的响应速度。

🎉 低延迟

Shenandoah的并发收集机制可以降低垃圾回收对应用程序性能的影响，从而实现低延迟。

🎉 稳定性

Shenandoah通过优化垃圾回收算法和内存分配策略，提高了垃圾回收的稳定性，降低了应用程序的崩溃率。

🍊 Shenandoah的适用场景

🎉 实时系统

Shenandoah的低延迟特性使其适用于对响应速度要求较高的实时系统。

🎉 大型应用

Shenandoah的高吞吐量特性使其适用于处理大量数据的大型应用。

🎉 虚拟化环境

Shenandoah的并发收集机制可以降低垃圾回收对虚拟机性能的影响，使其适用于虚拟化环境。

🍊 Shenandoah与其他垃圾回收器的对比

🎉 与G1垃圾回收器的对比

技术原理	Shenandoah	G1垃圾回收器
垃圾回收机制	并发标记清除（CMS）+ 增量更新 + 并发清除	并发标记清除（CMS）+ 并发标记整理
应用场景	低延迟、高吞吐量	低延迟、高吞吐量
优势	性能稳定、内存利用率高	垃圾回收延迟低、内存碎片少
局限	内存碎片较多	垃圾回收延迟较高

🎉 与ZGC垃圾回收器的对比

技术原理	Shenandoah	ZGC垃圾回收器
垃圾回收机制	并发标记清除（CMS）+ 增量更新 + 并发清除	并发标记清除（CMS）+ 并发标记整理
应用场景	低延迟、高吞吐量	低延迟、高吞吐量
优势	性能稳定、内存利用率高	垃圾回收延迟低、内存碎片少
局限	内存碎片较多	垃圾回收延迟较高

🎉 与CMS垃圾回收器的对比

技术原理	Shenandoah	CMS垃圾回收器
垃圾回收机制	并发标记清除（CMS）+ 增量更新 + 并发清除	并发标记清除（CMS）
应用场景	低延迟、高吞吐量	低延迟、高吞吐量
优势	性能稳定、内存利用率高	垃圾回收延迟低、内存碎片少
局限	内存碎片较多	垃圾回收延迟较高

🍊 Shenandoah的配置与优化

🎉 参数配置

-XX:+UseShenandoahGC：启用Shenandoah垃圾回收器。
-XX:ShenandoahHeapSize：设置Shenandoah的堆内存大小。
-XX:ShenandoahGCPauseTarget：设置Shenandoah的垃圾回收暂停目标。

🎉 性能调优

优化应用程序代码，减少内存占用。
调整Shenandoah的参数配置，以适应不同的应用场景。

🎉 内存管理优化

优化内存分配策略，提高内存利用率。
优化垃圾回收算法，降低内存碎片。

🍊 Shenandoah的未来发展

🎉 功能扩展

扩展Shenandoah的功能，支持更多类型的垃圾回收算法。
优化Shenandoah的内存分配策略，提高内存利用率。

🎉 性能提升

降低垃圾回收的延迟，提高应用程序的响应速度。
提高垃圾回收的吞吐量，满足高并发场景下的性能需求。

🎉 应用场景拓展

扩展Shenandoah在实时系统、大型应用和虚拟化环境中的应用。
探索Shenandoah在其他领域的应用潜力。

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博主分享

📥博主的人生感悟和目标

Java程序员廖志伟

📙经过多年在优快云创作上千篇文章的经验积累，我已经拥有了不错的写作技巧。同时，我还与清华大学出版社签下了四本书籍的合约，并将陆续出版。

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