Le collectionneur Z Garbage (ZGC) et Shenandoah Garbage Collector sont des algorithmes de collecte de déchets avancés implémentés dans la machine virtuelle Java (JVM), conçue pour gérer de grands tas avec un minimum de temps de pause et optimiser les performances de l'application. Les deux sont destinés aux applications modernes avec des exigences de mémoire importantes et des besoins faibles de latence, mais ils offrent des approches techniques et des avantages techniques distincts.
Avantages du collecteur des ordures Z (ZGC):
1. LAFENCE FAIBLE: L'un des avantages les plus importants du ZGC est sa capacité à maintenir les temps de pause des ordures en pause constamment inférieurs à 10 millisecondes. Cette faible latence est maintenue quelle que soit la taille du tas, y compris de très grands tas qui peuvent évoluer jusqu'à plusieurs téraoctets. Cette fonctionnalité est essentielle pour les applications en temps réel et interactives où la réactivité est primordiale.
2. Évolutivité: ZGC gère efficacement des tas allant de centaines de mégaoctets à 16 téraoctets. Il évolue bien à travers un large éventail de tailles d'application sans des temps de pause accrus, ce qui le rend adapté aux charges de travail moyennes et extrêmement grandes.
3. Exécution simultanée: ZGC effectue la majeure partie de son travail de collecte des ordures en même temps que les threads d'application en cours d'exécution. Cela signifie que des tâches coûteuses telles que le marquage et la relocalisation des objets se font sans arrêter les threads d'application, évitant ainsi de longues pauses d'arrêt du monde.
4. Adaptative et minimal: la conception de ZGC lui permet de s'adapter automatiquement aux modifications de la charge de travail en redimensionnant les générations, en ajustant le nombre de threads GC et en réglant dynamiquement d'autres paramètres pendant l'exécution. Cela réduit le besoin d'une configuration manuelle étendue et d'un réglage pour des performances optimales.
5. Efficacité de la mémoire et gestion de la fragmentation: ZGC utilise des techniques avancées, y compris les pointeurs colorés et les barrières de charge pour suivre efficacement les emplacements des objets et assurer la cohérence des données. Il effectue également un compactage simultané, ce qui aide à minimiser la fragmentation de la mémoire et à maintenir une utilisation efficace des tas.
6. Collection générationnelle des ordures: la version moderne de ZGC prend en charge la collection de déchets générationnels, qui améliore l'efficacité en traitant différemment les générations jeunes et anciennes, en optimisant le cycle de collecte en fonction de l'âge des objets et des modèles d'allocation.
7. NUMA Awareness: ZGC est conçu pour être conscient des architectures d'accès à la mémoire non uniforme (NUMA), optimisant la collecte des ordures dans des systèmes avec plusieurs nœuds de mémoire pour améliorer les performances du matériel moderne.
8. Efficacité énergétique et utilisation des ressources: En exécutant simultanément et en minimisant les temps de pause, le ZGC réduit les temps d'inactivité du processeur et améliore l'utilisation globale du processeur, entraînant une baisse de la consommation d'énergie. Cela est particulièrement bénéfique pour les déploiements à base de cloud et à grande échelle où l'efficacité énergétique se traduit par des économies de coûts et une meilleure durabilité.
Avantages du collecteur de déchets de Shenandoah:
1. Laine faible avec compactage simultané: Shenandoah est conçu pour minimiser les temps de pause en effectuant un compactage simultané aux côtés des threads d'application. Ce compactage agressif aide à réduire la fragmentation de la mémoire et maintient les temps pauvres, ce qui est vital pour les applications interactives et sensibles à la latence.
2. Réduction des pauses en GC: Shenandoah peut maintenir des temps de pause courts et prévisibles, même dans de grands environnements de tas. Il minimise les pauses d'arrêt du monde pour améliorer la réactivité des applications.
3. Débit maximisée dans les scénarios RAM moyen: Shenandoah s'est avéré exceller dans des environnements qui sont moyens dans l'utilisation de la mémoire, offrant un débit plus élevé par rapport à certains autres collectionneurs à faible pause. Cela le rend optimal pour les applications avec des tailles de tas modérées qui exigent à la fois des performances et une faible latence.
4. Contrôle de fragmentation: son approche du compactage agressive contrôle efficacement la fragmentation du tas, la préservation de l'espace du tas et la réduction des frais généraux de la gestion de la mémoire.
5. Collection des ordures simultanées: comme ZGC, Shenandoah exécute la plupart des travaux de collecte des ordures en même temps que les threads d'application, ce qui minimise l'impact de GC sur l'exécution des applications.
6. Convient pour de grands tas et des environnements multipliés: Shenandoah gère de très grandes tailles de tas, souvent supérieures à 32 Go, et gère efficacement des scénarios multithreads, ce qui le rend adapté aux applications de serveur et de cloud modernes.
7. Énergie et rentabilité: le modèle simultané de Shenandoah réduit le temps d'inactivité du CPU pendant les opérations GC, ce qui aide à réduire la consommation d'énergie et à améliorer l'efficacité des ressources, en reflétant les objectifs de durabilité dans les déploiements à grande échelle.
Considérations de comparaison:
- Alors que les deux collectionneurs ciblent la réduction des temps de pause et l'amélioration du débit, le ZGC est connu pour maintenir des temps de pause très faibles et presque constants quelle que soit la taille du tas, évoluant vers de très grands tas (jusqu'à 16 téraoctets). Shenandoah est plus optimisée pour les tas moyens à grands et peut fournir un meilleur débit dans ces scénarios.
- ZGC utilise des barrières de charge innovantes et des pointeurs colorés pour la gestion avancée de la mémoire, tandis que Shenandoah s'appuie sur des techniques de compactage simultanées pour atténuer la fragmentation.
- Du point de vue de l'efficacité énergétique, les deux collectionneurs réduisent les cycles de processeur gaspillés en chevauchant des travaux de collecte des ordures avec l'exécution des applications, ce qui peut réduire la consommation d'énergie jusqu'à 30% par rapport aux collectionneurs traditionnels d'arrêt du monde.
- Les besoins de configuration et de réglage sont généralement faibles pour les deux collectionneurs, mais ZGC a été conçu pour être plus adaptatif à l'évolution des charges de travail pendant l'exécution.
En résumé, ZGC propose une solution de collecte de déchets hautement évolutive, à faible latence et largement auto-évoluante pour les applications nécessitant des temps de réponse prévisibles avec des tas de très grands tas. Shenandoah met l'accent sur les temps de pause faible avec un compactage simultané et peut atteindre un débit plus élevé dans des environnements de mémoire moyenne tout en étant efficace dans l'énergie et l'utilisation des ressources. Le choix entre les deux dépend souvent des exigences d'application spécifiques concernant la taille du tas, le débit, la latence et les considérations environnementales opérationnelles.