为什么 Go 提供亚毫秒级的 GC 暂停，而 JVM 却一直在苦苦挣扎？

深入研究影响 JVM 与 Go 中 GC 暂停的架构差异

JVM 中与高 GC 暂停的持续斗争促使人们将其与Go 具有将暂停时间减少到 1 毫秒以下的卓越能力。为了阐明这种差异，让我们深入研究影响每个平台中 GC 性能的架构限制。

Go 的暂停优化策略

Go 的垃圾收集器 (GCGC)优先考虑最大限度地减少 GC 暂停，利用多种技术的组合：

• 非压缩、非分代： 这种设计简化了收集过程，降低了内存碎片和影响暂停的风险
• 并发标记和清除：标记和清除操作与程序执行同时运行，最大限度地减少停止世界暂停的持续时间。
• 写入屏障：为了在并发标记期间保持正确性，实现了写屏障，这会引入一些性能开销。

JVM 的平衡行为

相反JVM GC 传统上关注吞吐量和压缩，以提高大型服务器级计算机的性能。它们采用分代收集和压缩机制，这会带来以下权衡：

• 压缩：压缩可以防止内存碎片，从而实现更高效的内存分配和缓存局部性。
• 分代收集：根据对象的生命周期将对象分为几代，通过将短期对象提升到更快收集的空间来优化性能。
• Stop-the-world 暂停： 每当旧的、永久的空间需要收集时，就会发生这些暂停。

JVM 的最新创新

认识到需要改进暂停时间，JVM 生态系统已经开发了新的收集器：

• Oracle ZGC：在 OpenJDK 16 中引入，ZGC 在执行压缩时实现了 1 毫秒以下的暂停，克服了早期 JVM GC 的限制。
• Shenandoah： Shenandoah 现已在 OpenJDK 17 中提供，它采用与 ZGC 类似的技术，通过并发压缩实现可比的性能。

架构注意事项

Go 和 JVM GC 之间的架构差异源于它们不同的设计理念和性能优先级：

• GoGC：通过采用非压缩、非分代方法优先考虑暂停时间。
• JVM GC：强调吞吐量和压缩，这历史上是以牺牲暂停时间为代价的，但 ZGC 和 Shenandoah 等最近的发展解决了这种权衡。

总之，Go 的 GCGC 和 JVM GC 设计中的架构差异对它们各自的暂停有影响次。 Go 通过简单性和并发性优先考虑减少暂停，而 JVM GC 传统上会为了吞吐量和压缩而牺牲暂停时间。然而，JVM 技术的进步，特别是 ZGC 和 Shenandoah，正在缩小差距，提供与 Go 相当的暂停时间。

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