JVM が歴史的に苦戦しているのに、Go はなぜサブミリ秒の GC 一時停止を提供するのでしょうか?

JVM と Go の GC 一時停止に影響を与えるアーキテクチャの違いを詳しく調べる

JVM での高い GC 一時停止との絶え間ない闘いにより、以下の比較が行われるようになりました。 Go には、一時停止を 1 ミリ秒未満に短縮する卓越した能力があります。この違いを明らかにするために、各プラットフォームの GC パフォーマンスに影響を与えるアーキテクチャ上の制約を詳しく調べてみましょう。

Go の一時停止最適化戦略

Go のガベージ コレクター (GCGC)技術の組み合わせを利用して GC 一時停止の最小化を優先します:

• 非圧縮、非世代: この設計により、収集プロセスが簡素化され、メモリの断片化と一時停止の危険性が軽減されます。 time.
• 同時マークとスイープ: マークとスイープ操作はプログラムの実行と同時に実行され、ストップ・ザ・ワールドの一時停止時間を最小限に抑えます。
• Writeバリア: 同時マーキング中の正確性を維持するために、書き込みバリアが実装されます。これにより、パフォーマンスのオーバーヘッドが発生する可能性があります。

JVM のバランシング動作

対照的に, JVM GC は従来、大規模なサーバークラスのマシンでのパフォーマンスを向上させるために、スループットと圧縮に焦点を当ててきました。これらは世代別のコレクションおよび圧縮メカニズムを採用しており、次のトレードオフがあります:

• 圧縮: 圧縮によりメモリの断片化が防止され、より効率的なメモリ割り当てとキャッシュの局所性が可能になります。
• 世代別コレクション: 存続期間に基づいてオブジェクトを世代に分割すると、存続期間の短いオブジェクトをより高速に収集されるスペースに移動させることで、パフォーマンスが最適化されます。
• Stop-the-World 一時停止: これらの一時停止は、古くなった古いスペースの収集が必要になるたびに発生します。

JVM の最近のイノベーション

一時停止時間の改善の必要性を認識し、JVM エコシステムは新しいコレクターを開発しました:

• Oracle ZGC: OpenJDK 16 で導入された ZGC は、圧縮実行中に 1ms 未満の一時停止を実現し、以前の JVM GC の制限を克服しました。
• Shenandoah: OpenJDK 17 で利用可能になった Shenandoah は、ZGC と同様のテクニックを採用し、同時圧縮で同等のパフォーマンスを実現します。

アーキテクチャ上の考慮事項

Go GC と JVM GC のアーキテクチャの違いは、それぞれの明確な設計哲学とパフォーマンスの優先順位に起因します。

• GoGC: 非圧縮、非世代別のアプローチを採用して一時停止時間を優先します。
• JVM GC: スループットと圧縮を重視します。歴史的には一時停止時間を犠牲にしてきましたが、ZGC や Shenandoah のような最近の開発ではこのトレードオフに対処しています。

結論として、Go の GCGC と JVM GC の設計におけるアーキテクチャの違いは、それぞれの一時停止に影響を及ぼします。回。 Go はシンプルさと同時実行性による一時停止の削減を優先しますが、JVM GC は従来、スループットと圧縮のために一時停止時間を犠牲にしてきました。しかし、JVM テクノロジー、特に ZGC と Shenandoah の進歩によりそのギャップが埋められ、Go に匹敵する一時停止時間が提供されています。

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