Ο συλλέκτης σκουπιδιών Z (ZGC) και ο συλλέκτης σκουπιδιών Shenandoah (GC) είναι και οι σύγχρονοι συλλέκτες σκουπιδιών χαμηλής καθυστέρησης που έχουν σχεδιαστεί για να μειώσουν τους χρόνους παύσης εφαρμογών και να βελτιώσουν τη διακίνηση σε εφαρμογές Java. Ο καθένας έχει βασικές περιπτώσεις χρήσης και δυνατά σημεία που βασίζονται στα αρχιτεκτονικά σχέδια και τα λειτουργικά χαρακτηριστικά τους.
Περιπτώσεις χρήσης ZGC:
Το ZGC είναι ένας κλιμακωτός συλλέκτης σκουπιδιών χαμηλής καθυστέρησης που έχει σχεδιαστεί για να εκτελεί σχεδόν όλες τις εργασίες συλλογής απορριμμάτων ταυτόχρονα με την εκτέλεση εφαρμογών. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα εξαιρετικά σύντομες ώρες παύσης, συνήθως κάτω από ένα χιλιοστό του δευτερολέπτου, που είναι ανεξάρτητοι από το μέγεθος του σωρού. Το ZGC μπορεί να χειριστεί μεγέθη σωρού που κυμαίνονται από μερικές εκατοντάδες megabytes έως πολλαπλά terabytes (έως 16TB). Ο βασικός του σχεδιασμός το καθιστά κατάλληλο για εφαρμογές που απαιτούν προβλέψιμες και ελάχιστες ώρες παύσης, ακόμη και όταν μεγαλώνει το μέγεθος του σωρού.
Οι τυπικές περιπτώσεις χρήσης για το ZGC περιλαμβάνουν:
-Εφαρμογές με μεγάλες απαιτήσεις μνήμης, όπως η επεξεργασία μεγάλων δεδομένων, οι βάσεις δεδομένων στη μνήμη και τα συστήματα προσωρινής αποθήκευσης μεγάλης κλίμακας.
-Εφαρμογές ευαίσθητου στην καθυστέρηση όπου η προβλεψιμότητα και η ανταπόκριση είναι κρίσιμες, όπως τα συστήματα συναλλαγών υψηλής συχνότητας (HFT) και τα αναλυτικά στοιχεία σε πραγματικό χρόνο.
- Υπηρεσίες που πρέπει να διατηρούν σταθερή απόδοση χωρίς μακρές αιχμές παύσης GC, όπως μικροεπιχειρήσεις σε μεγάλα κατανεμημένα συστήματα.
- περιβάλλοντα όπου οι ελάχιστοι χρόνοι παύσης εφαρμογής ελαχιστοποιούν τις διαταραχές σε διαδραστικές εφαρμογές ή σε εφαρμογές που αντιμετωπίζουν το χρήστη.
Η παραλλαγή γενεών του ZGC βελτιώνει περαιτέρω την αποτελεσματικότητα και την απόδοση της CPU διαχωρίζοντας το σωρό σε νέες και παλιές γενιές, επιτρέποντας συχνότερη σάρωση και αποτελεσματική προώθηση μακροχρόνιων αντικειμένων. Αυτή η γενετική προσέγγιση, που εισήχθη σε νεότερες εκδόσεις Java, είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για εφαρμογές που δημιουργούν πολλά βραχύβια αντικείμενα και απαιτούν διαρκή συμπεριφορά χαμηλής καθυστέρησης υπό υψηλή ταυτότητα.
Περιπτώσεις χρήσης Shenandoah GC:
Το Shenandoah GC είναι επίσης ένας ταυτόχρονος συλλέκτης σκουπιδιών χαμηλής ποιότητας που στοχεύει στην ελαχιστοποίηση των χρόνων παύσης κατά τη συλλογή απορριμμάτων, εκτελώντας συμπίεση ταυτόχρονα με τα νήματα εφαρμογής. Αυτό μειώνει τις αιχμές λανθάνουσας κατάστασης και αποτρέπει τις μακρές παύσεις του κόσμου που παύουν κοινά σε παραδοσιακά GCs.
Τυπικές περιπτώσεις χρήσης για το Shenandoah GC περιλαμβάνουν:
- Εφαρμογές με ανάγκη για συνεπείς χρόνους απόκρισης χαμηλής καθυστέρησης και ελάχιστες παύσεις GC.
- Εφαρμογές μέσου έως μεγάλου σωρού όπου ο κατακερματισμός είναι ανησυχητική, καθώς ο Shenandoah συμπιέζει επιθετικά για τη διαχείριση του κατακερματισμού.
- Εφαρμογές που επωφελούνται από την ταυτόχρονη συμπύκνωση χωρίς την πολυπλοκότητα των μηχανισμών χρωστικής και φραγμού ειδικού δείκτη όπως στο ZGC.
-σενάρια, ειδικά στην Java 21 ή αργότερα, όπου το πειραματικό γενετικό Shenandoah GC ενισχύει την απόδοση και βελτιώνει την ανθεκτικότητα του φορτίου σε περιβάλλοντα βαρέων μνήμης.
Απόδοσες και εκτιμήσεις καταλληλότητας:
- Το ZGC έχει σχεδιαστεί για να κλιμακωθεί αποτελεσματικά σε πολύ μεγάλα μεγέθη σωρού (πολλαπλών τρυγών), διατηρώντας συνεπείς χρόνους παύσης που παραμένουν ως επί το πλείστον ανεπηρέαστες από την επέκταση του σωρού. Αυτό το καθιστά κατάλληλο για εφαρμογές μεγάλης μνήμης όπως μεγάλα δεδομένα και εκτεταμένα στρώματα προσωρινής αποθήκευσης.
- Το Shenandoah υπερέχει σε σενάρια με μεγέθη μεσαίου σωρού, δείχνοντας καλύτερη απόδοση από το ZGC υπό μέτριες συνθήκες χρήσης RAM. Βελτιώνει τη χρήση της μνήμης με επιθετική συμπύκνωση και είναι κατάλληλη για εφαρμογές όπου η παρατεταμένη απόδοση έχει προτεραιότητα.
-Και οι δύο συλλέκτες βελτιώνουν την ανταγωνιστικότητα της Java για τις απαιτήσεις εξαιρετικά χαμηλής καθυστέρησης που είναι τυπικές στις οικονομικές συναλλαγές, τις τηλεπικοινωνίες, τα τυχερά παιχνίδια και τα αναλυτικά στοιχεία σε πραγματικό χρόνο.
- Η χρήση προηγμένων τεχνικών της ZGC, όπως οι χρωματισμένοι δείκτες και τα φραγμοί φορτίου, επιτρέπουν πολύ αποτελεσματική ταυτόχρονη σήμανση και μετεγκατάσταση αντικειμένων, συμβάλλοντας στην ικανότητά του να ελαχιστοποιεί τους χρόνους παύσης.
- Το βασικό πλεονέκτημα της Shenandoah έγκειται στη στρατηγική συμπίεσης της ταυτόχρονης συμπίεσης, μειώνοντας τον κατακερματισμό της μνήμης και παρέχοντας προβλέψιμη λανθάνουσα κατάσταση με χαμηλές ώρες παύσης.
Περίληψη των διακριτικών περιπτώσεων χρήσης:
- Το ZGC συχνά ευνοείται για εξαιρετικά μεγάλους σωρούς και εφαρμογές όπου η προβλέψιμη λανθάνουσα κατάσταση ανεξάρτητα από το μέγεθος του σωρού είναι πρωταρχικής σημασίας. Ταιριάζει σε περιπτώσεις χρήσης σε πλατφόρμες δεδομένων μεγάλης κλίμακας και συστήματα κρίσιμης σημασίας.
- Το Shenandoah επιλέγεται για εφαρμογές που απαιτούν συνεπείς χρόνους χαμηλής παύσης, με έμφαση στη συμπύκνωση της μνήμης για τη μείωση του κατακερματισμού, την τοποθέτηση περιπτώσεων χρήσης σε συστήματα μεσαίου έως μεγάλου σωρού με ποικίλες ζωές αντικειμένων, όπως βάσεις δεδομένων και συστήματα σε πραγματικό χρόνο που επωφελούνται από βελτιώσεις συλλογής γενεών.