根据应用场景选择合适的JVM垃圾回收器可优化性能，Serial适用于单核小应用，Parallel提升吞吐量，CMS降低延迟但有碎片问题，G1平衡延迟与吞吐量并减少碎片，ZGC和Shenandoah实现亚毫秒级停顿，适合大堆低延迟场景；需结合应用类型、堆大小、CPU核心数等选择，并通过监控工具调优，避免Full GC频繁触发和内存泄漏。
JVM的垃圾回收器种类繁多，各有千秋，选择合适的垃圾回收器对应用的性能至关重要。简单来说，就是根据不同的应用场景和需求，选择不同的垃圾回收策略，尽可能地减少垃圾回收对应用的影响，提高吞吐量或者降低延迟。
解决方案
JVM的垃圾回收器主要分为以下几类，它们可以组合使用，以适应不同的应用场景：
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Serial Collector (串行收集器)：
- 它是最古老的垃圾回收器，也是单线程的。
- 在垃圾回收时，会暂停所有应用线程（Stop-The-World，STW）。
- 适用于单核CPU环境，或者数据量较小的应用。
- 简单高效，但STW时间较长。
- 使用场景：客户端应用或者数据量很小的服务器应用。
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Parallel Collector (并行收集器)：
- 使用多线程进行垃圾回收，可以缩短STW时间。
- 同样会暂停所有应用线程。
- 适用于多核CPU环境，对吞吐量有较高要求的应用。
- 通过
-XX:+UseParallelGC启用。 - 关注点：吞吐量，希望在单位时间内处理更多的任务。
-
Concurrent Mark Sweep (CMS) Collector (并发标记清除收集器)：
- 目标是减少STW时间，尽可能地与应用线程并发执行垃圾回收。
- 采用“标记-清除”算法，会产生内存碎片。
- 在并发阶段，应用线程仍然可以运行，但会占用一部分CPU资源。
- 适用于对响应时间有较高要求的应用，例如Web应用。
- 通过
-XX:+UseConcMarkSweepGC启用。 - 缺点：容易产生内存碎片，且在并发阶段会占用CPU资源，降低吞吐量。
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Garbage First (G1) Collector (G1收集器)：
- 是JDK 7引入的，JDK 9之后成为默认的垃圾回收器。
- 目标是替代CMS收集器，提供更好的性能和可预测的STW时间。
- 将堆内存划分为多个Region，优先回收垃圾最多的Region（Garbage First）。
- 采用“标记-整理”算法，减少内存碎片。
- 适用于大堆内存的应用，对响应时间和吞吐量都有较高要求的应用。
- 通过
-XX:+UseG1GC启用。 - G1的优势在于可以控制STW的时间，例如通过
-XX:MaxGCPauseMillis=200设置最大暂停时间为200毫秒。
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Z Garbage Collector (ZGC) (ZGC收集器)：
- 是JDK 11引入的，是低延迟垃圾回收器。
- 目标是实现亚毫秒级的STW时间，适用于超大堆内存的应用。
- 采用着色指针和读屏障技术，实现并发的标记、整理和重定位。
- 适用于对延迟极其敏感的应用，例如金融交易系统。
- 通过
-XX:+UseZGC启用。 - ZGC的STW时间非常短，几乎可以忽略不计，但会占用更多的CPU资源。
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Shenandoah Collector (Shenandoah收集器)：
- 也是一种低延迟垃圾回收器，与ZGC类似。
- 在JDK 12中正式发布。
- 通过
-XX:+UseShenandoahGC启用。
如何选择合适的垃圾回收器？
选择垃圾回收器需要考虑以下几个因素：
本文档主要讲述的是关于Objective-C手动内存管理的规则；在ios开发中Objective-C 增加了一些新的东西，包括属性和垃圾回收。那么，我们在学习Objective-C之前，最好应该先了解，从前是什么样的，为什么Objective-C 要增加这些支持。有需要的朋友可以下载看看
- 应用类型：是CPU密集型还是IO密集型？对延迟敏感吗？
- 堆内存大小：堆内存越大，越需要使用G1、ZGC或者Shenandoah。
- CPU核心数：CPU核心数越多，越适合使用并行垃圾回收器。
- 吞吐量要求：如果对吞吐量有较高要求，可以选择Parallel Collector。
- 延迟要求：如果对延迟有较高要求，可以选择CMS、G1、ZGC或者Shenandoah。
如何监控和调优JVM垃圾回收？
监控和调优JVM垃圾回收是保证应用性能的关键。可以使用以下工具：
- jstat：JDK自带的命令行工具，可以查看JVM的各种统计信息，包括垃圾回收信息。
- jconsole：JDK自带的图形化监控工具，可以查看JVM的内存使用情况、线程信息、垃圾回收信息等。
- VisualVM：功能强大的图形化监控工具，可以查看JVM的各种信息，还可以进行性能分析和诊断。
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GC日志：通过配置JVM参数，可以将垃圾回收信息输出到日志文件中，方便进行分析。例如，
-XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -Xloggc:gc.log。
通过监控工具和GC日志，可以了解垃圾回收的频率、STW时间、内存使用情况等，从而进行调优。调优的常见手段包括：
- 调整堆内存大小：根据应用的实际情况，调整堆内存的大小。
- 选择合适的垃圾回收器：根据应用的需求，选择合适的垃圾回收器。
- 调整垃圾回收器的参数：例如，调整G1的MaxGCPauseMillis参数，控制最大暂停时间。
- 优化代码：避免创建过多的临时对象，减少垃圾回收的压力。
Full GC和Minor GC有什么区别？
Full GC（Major GC）和Minor GC是两种不同类型的垃圾回收。
- Minor GC：也叫Young GC，只回收新生代的垃圾。由于新生代的垃圾对象存活时间短，所以Minor GC非常频繁，速度也很快。
- Full GC：回收整个堆（包括新生代和老年代）的垃圾。Full GC的频率较低，但STW时间较长。
当新生代Eden区满了的时候，会触发Minor GC。当老年代满了或者空间不足时，会触发Full GC。Full GC的触发条件比较复杂，包括：
- 老年代空间不足。
- System.gc()的调用（不建议）。
- Minor GC之后进入老年代的对象大于老年代可用空间。
- Metaspace空间不足。
频繁的Full GC会严重影响应用的性能，应该尽量避免。可以通过调整JVM参数，例如调整新生代和老年代的比例，来减少Full GC的频率。
如何避免内存泄漏？
内存泄漏是指程序中分配的内存无法被回收，导致内存占用不断增加，最终可能导致应用崩溃。避免内存泄漏需要注意以下几点：
- 及时释放资源：例如，关闭文件流、数据库连接等。
- 避免长时间持有对象：例如，将对象放入静态变量中，导致对象无法被回收。
- 注意监听器和回调函数：确保在不需要的时候，及时移除监听器和回调函数。
- 使用弱引用和软引用：对于一些不重要的对象，可以使用弱引用和软引用，让垃圾回收器在内存不足的时候回收这些对象。
可以使用内存分析工具，例如VisualVM，来检测内存泄漏。这些工具可以帮助你找到哪些对象占用了大量的内存，并且无法被回收。
为什么需要了解垃圾回收器？
了解垃圾回收器，就像了解汽车的引擎一样。虽然我们日常驾驶并不需要精通引擎的每一个细节，但了解引擎的工作原理，可以帮助我们更好地驾驶和维护汽车，避免一些不必要的故障。
同样，了解垃圾回收器可以帮助我们：
- 更好地理解JVM的工作原理。
- 选择合适的垃圾回收器，优化应用的性能。
- 诊断和解决内存泄漏和性能问题。
- 编写更高效的代码，减少垃圾回收的压力。
总而言之，了解垃圾回收器是Java开发者必备的技能之一。
