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ezra-sullivan
发布于 2025-04-01 / 10 阅读
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JVM 垃圾收集器（GC）选择指南

#jvm

更新时间：2025 年 5 月

垃圾收集器（GC）分类

JVM 的主要垃圾收集器（Garbage Collectors, GC）分为以下三类

  • 吞吐量优先型（Throughput）
  • 响应时间优先型（低停顿）
  • 低延迟型（Low Latency）

分类及对比

名称适用版本大类类型特点优点缺点
Serial GC
(-XX:+UseSerialGC)		所有版本---单线程单线程处理所有 GC 阶段简单、适合小内存吞吐低，暂停长
Parallel GC
(-XX:+UseParallelGC)		默认 GC（JDK 8）吞吐量优先型
(Throughput)		多线程多线程 YGC/FGC吞吐高，适合批处理停顿时间不可预测
CMS GC
(-XX:+UseConcMarkSweepGC)		JDK 9 之前流行响应时间优先型（低停顿）并发收集老年代减少老年代停顿停顿短，响应快内存碎片化，已废弃（JDK 14）
G1 GC
(-XX:+UseG1GC)		JDK 9+ 默认响应时间优先型（低停顿）分区/并发分区处理内存，低停顿响应时间可控配置复杂，吞吐略低
ZGC
(-XX:+UseZGC)		JDK 11+低延迟型
(Low Latency)		并发停顿时间极低（<10ms）超低停顿，支持大堆吞吐一般，JDK 限制多
Shenandoah
(-XX:+UseShenandoahGC)		JDK 12+低延迟型
(Low Latency)		并发类似 ZGC，低停顿响应快，适合交互型应用吞吐略低

推荐场景

场景推荐 GC
小内存应用（<2G）或单核系统SerialGC
高吞吐批处理系统ParallelGC
对延迟敏感的应用（Web服务）G1GC / ZGC / Shenandoah
超大堆内存（>32G）ZGC
需要可预测停顿G1GC
老项目 / 兼容性要求CMS（仅限旧版本）

示例

启用 G1 GC 并设定最大停顿时间

java -XX:+UseG1GC -XX:MaxGCPauseMillis=200 -jar app.jar

JDK 与 GC 支持对照

对照表

GC 名称JDK 8JDK 9JDK 11JDK 14JDK 17JDK 21（LTS）状态说明
Serial GC✅✅✅✅✅✅一直可用，适用于小堆
Parallel GC
（Default in JDK 8）		✅
（Default）		✅✅✅✅✅吞吐量优先，仍常用
CMS GC✅⚠️
Deprecated		⚠️
Deprecated		❌
Removed		❌❌从 JDK 14 起彻底移除
G1 GC
（Default in JDK 9+）		✅✅
（Default）		✅✅✅✅JDK 9+ 默认 GC
ZGC❌❌
（实验性）		✅
（实验性）		✅✅✅JDK 15+ 成为正式稳定特性
Shenandoah GC❌❌❌✅
（需特定发行版）		✅
(OpenJDK by Red Hat)		✅Red Hat 主导，需使用支持版 OpenJDK（如 Adoptium）
Epsilon GC（空 GC）❌❌✅
（实验性）		✅✅✅用于性能测试，跳过回收

说明

  • ✅：支持
  • ❌：不支持 / 已移除
  • ⚠️：已弃用（Deprecated），将被移除
  • 默认 GC：
    • JDK 8：ParallelGC
    • JDK 9+：G1GC

建议策略

使用目标建议 GC推荐 JDK 版本
容器化/服务端G1GCJDK 11+
低延迟、大内存（>32G）ZGC / ShenandoahJDK 17+
批处理/高吞吐任务ParallelGCJDK 8+
测试或快速失败实验EpsilonGCJDK 11+

容器化推荐

容器化环境中推荐使用 G1GC（Garbage-First Garbage Collector）

原因：适应容器资源限制 + 可控的低停顿特性

详细原因

  1. 低停顿，响应稳定
    • G1GC 将内存划分为多个小区域（Region），可以并行、增量地收集
    • 可以通过 -XX:MaxGCPauseMillis 控制目标最大停顿时间（例如 200ms），适合容器内运行的 Web 服务、微服务等交互型场景。
  2. 支持自动感知容器内存限制（JDK 10+）
    • 搭配 -XX:MaxRAMPercentage，G1GC 会根据容器分配的内存自动计算合理的堆大小，而不需要手动设置 -Xmx
    • 避免 OOM 或资源浪费，在 Kubernetes、Docker 等容器平台中表现良好
  3. 并发回收，避免 Full GC 带来的长时间 STW（Stop The World）
    • 老年代也是并发回收，而不像 CMS 那样容易触发 Full GC
  4. 易于调优
    • 参数如 -XX:InitiatingHeapOccupancyPercent（何时触发 GC） 和 -XX:MaxGCPauseMillis 控制简单
    • 相比 CMS、ZGC、Shenandoah，调优曲线更成熟、广泛部署验证过
  5. 默认 GC（JDK 9+）
    • G1 已成为 JDK 官方推荐默认收集器，在容器中稳定性高
  6. 兼容性强，JDK 8 也支持
    • 即便使用 JDK 8，也可通过 -XX:+UseG1GC 显式开启

示例-容器场景 JVM 参数组合

java \
  -XX:+UseG1GC \
  -XX:MaxGCPauseMillis=200 \
  -XX:InitialRAMPercentage=10.0 \
  -XX:MaxRAMPercentage=75.0 \
  -XX:+PrintGCDetails -Xloggc:/logs/gc.log \
  -jar app.jar

GC 选择决策树

graph TD
    O[开始选择] --> A[是否需要亚毫秒级停顿？]
    A -->|是| B[堆大小是否 >32GB？]
    B -->|是| C[ZGC（JDK 17+）]
    B -->|否| D[Shenandoah </br>（需兼容性验证）]
    A -->|否| E[是否需要高吞吐？]
    E -->|是| F[Parallel GC]
    E -->|否| G[G1（默认推荐）]
01 - PostgreSQL 1...

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