Sběratel z odpadků Z (ZGC) a Shenandoah sběratel odpadků jsou pokročilé algoritmy sběru odpadků implementovaných ve virtuálním stroji Java (JVM), které jsou navrženy tak, aby zvládly velké hromady s minimální dobou pauzy a optimalizovaly výkon aplikací. Oba jsou určeny pro moderní aplikace s velkými požadavky na paměť a potřebami nízké latence, ale nabízejí odlišné technické přístupy a výhody.
Výhody sběratele odpadků Z (ZGC):
1. Nízká latence: Jednou z nejvýznamnějších výhod ZGC je jeho schopnost udržovat časy odpadů odpadků trvale pod 10 milisekund. Tato nízká latence je udržována bez ohledu na velikost haldy, včetně velmi velkých hromádek, které mohou škálovat až více terabajtů. Tato funkce je kritická pro aplikace v reálném čase a interaktivní aplikace, kde je reakce prvořadá.
2. škálovatelnost: ZGC účinně zpracovává hromady od stovek megabajtů do 16 terabajtů. Dobře se mění napříč širokou škálou velikostí aplikací bez prodloužení doby pauzy, což je vhodné pro střední i extrémně velké pracovní zatížení.
3. Souběžné provádění: ZGC provádí většinu svého sběru odpadu souběžně s podvádějícími vlákny. To znamená, že drahé úkoly, jako je označení a přemístění objektů, se provádějí bez zastavení podvádění aplikací, čímž se vyhýbá dlouhým pauzům stop-the-World.
4. adaptivní a minimální ladění: Konstrukce ZGC umožňuje mu automaticky přizpůsobit změnám pracovního vytížení změnou změny generací, úpravou počtu vláken GC a dynamicky vyladění dalších parametrů během běhu. To snižuje potřebu rozsáhlé manuální konfigurace a ladění pro optimální výkon.
5. Správa účinnosti a fragmentace paměti: ZGC používá pokročilé techniky včetně barevných ukazatelů a bariér zatížení pro efektivní sledování umístění objektů a zajištění konzistence dat. Rovněž provádí souběžné zhutnění, což pomáhá minimalizovat fragmentaci paměti a udržovat efektivní využití haldy.
6. Generační sběr odpadků: Moderní verze ZGC podporuje generační sběr odpadu, která zlepšuje účinnost tím, že léčí mladé i staré generace odlišně a optimalizuje sběrný cyklus na základě věku objektu a alokačních vzorců.
7. NUMA povědomí: ZGC je navržena tak, aby si byla vědoma nerovnoměrného přístupu k paměti (NUMA) architektury, optimalizace sběru odpadků v systémech s více paměťovými uzly, aby se zlepšil výkon na moderním hardwaru.
8. Energetická účinnost a využití zdrojů: Souběžně spuštěním a minimalizováním doby pauzy ZGC zkrátí časy CPU nečinné a zlepšuje celkové využití CPU, což vede k nižší spotřebě energie. To je zvláště výhodné pro cloudové a rozsáhlé nasazení, kde se energetická účinnost promítá do úspor nákladů a lepší udržitelnost.
Výhody sběratele odpadků Shenandoah:
1. Nízká latence se souběžným zhutněním: Shenandoah je navržen tak, aby minimalizoval doby pauzy provedením souběžného zhutnění spolu s podvádějícími vlákny. Toto agresivní zhutnění pomáhá při snižování fragmentace paměti a udržuje nízké doby pauzy, což je zásadní pro interaktivní a latence citlivé aplikace.
2. Snížené pauzy GC: Shenandoah může udržovat krátké a předvídatelné doby pauzy i ve velkém prostředí haldy. Minimalizuje pauzy zastavení světa, aby se zlepšila citlivost na aplikaci.
3. maximalizované propustnosti ve středně RAM scénáří: Shenandoah bylo prokázáno, že vynikají v prostředích, která jsou střední využití paměti, což nabízí vyšší propustnost ve srovnání s některými jinými sběrateli s nízkou pauzami. Díky tomu je optimální pro aplikace s mírnými velikostmi haldy, které vyžadují výkon i nízkou latenci.
4. kontrola fragmentace: Jeho přístup k agresivnímu zhutnění účinně řídí fragmentaci haldy, zachovává prostor haldy a snižuje režii řízení paměti.
5. Současná sběr odpadků: Stejně jako ZGC, Shenandoah provádí většinu sběrů odpadků souběžně s aplikačními vlákny, což minimalizuje dopad GC na provedení aplikace.
6. Vhodné pro velké hromady a vícevláknové prostředí: Shenandoah zpracovává velmi velké velikosti haldy, často nad 32 GB, a efektivně spravuje více vláknité scénáře, díky čemuž je vhodné pro moderní serverové a cloudové aplikace.
7. Energetická a nákladová efektivita: Souběžný model Shenandoah snižuje dobu nečinnosti CPU během operací GC, což pomáhá snižovat využití energie a zvyšuje efektivitu zdrojů a odráží cíle udržitelnosti při rozsáhlém nasazení.
Srovnávací úvahy:
- Zatímco oba sběratelé se zaměřují na zkrácení doby pauzy a zlepšení propustnosti, ZGC je známý pro udržení velmi nízké a téměř konstantní doby pauzy bez ohledu na velikost haldy, škálování na velmi velké hromady (až 16 terabajtů). Shenandoah je optimalizován pro střední až velké hromady a může poskytnout lepší propustnost v těchto scénářích.
- ZGC používá inovativní zátěžové bariéry a barevné ukazatele pro pokročilé řízení paměti, zatímco Shenandoah spoléhá na souběžné zhutněné techniky, aby zmírnila fragmentaci.
-Z hlediska energetické účinnosti oba sběratelé sníží zbytečné cykly CPU překrýváním sběru odpadků s prováděním aplikace, což může snížit spotřebu energie až o 30% ve srovnání s tradičními sběrateli stop-the-World.
- Potřeby konfigurace a ladění jsou obecně nízké pro oba sběratele, ale ZGC byla navržena tak, aby byla během běhu více přizpůsobivá měnící se pracovní zátěž.
Stručně řečeno, ZGC nabízí vysoce škálovatelné, nízké latence a převážně samoobslužné řešení sběru odpadků ideální pro aplikace vyžadující předvídatelné doby odezvy s velmi velkými hromadami. Shenandoah zdůrazňuje nízké doby pauzy se souběžným zhutněním a může dosáhnout vyšší propustnosti v prostředí střední paměti a zároveň je také efektivní v oblasti využití energie a zdrojů. Volba mezi těmito dvěma často závisí na specifických požadavcích na aplikaci týkající se velikosti haldy, propustnosti, latence a aspektů operačního prostředí.