為什麼 Go 提供亞毫秒的 GC 暫停，而 JVM 卻一直在苦苦掙扎？

深入研究影響JVM 與Go 中GC 暫停的架構差異

JVM 中與高GC 暫停的持續性促使人們將其與Go 具有將暫停時間減少到1 毫秒以下的卓越能力。為了闡明這種差異，讓我們深入研究影響每個平台中 GC 效能的架構限制。

Go 的暫停最佳化策略

Go 的垃圾收集器(GCGC)優先考慮最大限度地減少GC 暫停，利用多種技術的組合：

• 非壓縮、非分代： 這種設計簡化了收集過程，降低了記憶體碎片和影響暫停的風險
• 並發標記和清除： 標記和清除操作與程式執行同時運行，最大限度地減少停止世界暫停的持續時間。
• 寫入屏障：為了在並發標記期間保持正確性，實現了寫入屏障，這會引入一些效能開銷。

JVM 的平衡行為

相反JVM GC 傳統上關注吞吐量和壓縮，以提高大型伺服器級電腦的效能。它們採用分代收集和壓縮機制，這會帶來以下權衡：

• 壓縮：壓縮可以防止記憶體碎片，從而實現更有效率的記憶體分配和快取局部性。
• 分代收集：根據物件的生命週期將物件分為幾代，透過將短期物件提升到更快收集的空間來優化效能。
• Stop-the-world 暫停： 每當舊的、永久的空間需要收集時，就會發生這些暫停。

JVM 的最新創新

認識到需要改進暫停時間，JVM 生態系統已經開發了新的收集器：

• Oracle ZGC：在OpenJDK 16 中引入，ZGC 在執行壓縮時實現了1 毫秒以下的暫停，克服了早期JVM GC 的限制。
• Shenandoah： Shenandoah 現已在 OpenJDK 17 中提供，它採用與 ZGC 類似的技術，透過並發壓縮實現可比較的效能。

架構注意事項

Go 和 JVM GC 之間的架構差異源自於它們不同的設計理念和效能優先權：

• GoGC：以非壓縮、非分代方法優先考慮暫停時間。
• JVM GC：強調吞吐量和壓縮，這歷史上是以犧牲暫停時間為代價的，但ZGC 和Shenandoah 等最近的發展解決了這個問題

總之，Go 的GCGC 和JVM GC 設計的架構差異對其各自的暫停時間有影響。 Go 透過簡單性和並發性優先考慮減少暫停，而 JVM GC 傳統上會為了吞吐量和壓縮而犧牲暫停時間。然而，JVM 技術的進步，特別是 ZGC 和 Shenandoah，正在縮小差距，提供與 Go 相當的暫停時間。

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