Il collettore di garbage Z (ZGC) e Shenandoah Garbage Collector (GC) sono entrambi collezionisti di immondizia moderni a bassa latenza progettati per ridurre i tempi di pausa dell'applicazione e migliorare il throughput nelle applicazioni Java. Ognuno ha casi d'uso chiave e punti di forza basati sui loro progetti architettonici e caratteristiche operative.
Casi d'uso ZGC:
ZGC è un collettore di immondizia scalabile a bassa latenza progettato per eseguire quasi tutti i lavori di raccolta della spazzatura contemporaneamente all'esecuzione dell'applicazione. Ciò si traduce in tempi di pausa estremamente brevi, in genere sotto un millisecondo, che sono indipendenti dalla dimensione del mucchio. ZGC può gestire le dimensioni del heap che vanno da alcune centinaia di megabyte a più terabyte (fino a 16 TB). Il suo design principale lo rende adatto per applicazioni che richiedono tempi di pausa prevedibili e minimi, anche se la dimensione del mucchio cresce.
I casi d'uso tipici per ZGC includono:
-Applicazioni con requisiti di memoria di grandi dimensioni, come l'elaborazione dei big data, i database in memoria e i sistemi di cache su larga scala.
-Applicazioni sensibili alla latenza in cui la prevedibilità e la reattività sono fondamentali, come i sistemi di trading ad alta frequenza (HFT) e analisi in tempo reale.
- Servizi che devono mantenere un throughput costante senza picco di pausa GC a picco, come i microservizi in grandi sistemi distribuiti.
- Ambienti in cui la pausa di applicazione minima minimizza le interruzioni nelle applicazioni interattive o rivolte all'utente.
La variante generazionale di ZGC migliora ulteriormente l'efficienza della CPU e il throughput separando l'heap in generazioni giovani e vecchie, consentendo una scansione più frequente e una promozione efficiente di oggetti di lunga durata. Questo approccio generazionale, introdotto nelle più recenti versioni Java, è particolarmente adatto per applicazioni che generano molti oggetti di breve durata e che richiedono un comportamento a bassa latenza sostenuta sotto una concorrenza elevata.
Casi d'uso Shenandoah GC:
Shenandoah GC è anche un collettore di immondizia simultaneo a bassa pausa volto a ridurre al minimo i tempi di pausa durante la raccolta della spazzatura eseguendo la compattazione contemporaneamente ai thread dell'applicazione. Ciò riduce i picchi di latenza e la lunga fermata del mondo fa una pausa comune nei GC tradizionali.
I casi d'uso tipici per Shenandoah GC includono:
- Applicazioni con necessità di tempi di risposta a bassa latenza coerenti e pause GC minime.
- Applicazioni da medio -grande heap in cui la frammentazione è una preoccupazione, poiché Shenandoah compatta aggressivamente per gestire la frammentazione.
- Applicazioni che beneficiano della compattazione simultanea senza la complessità della colorazione specifica del puntatore e dei meccanismi di barriera come in ZGC.
-Scenari soprattutto in Java 21 o successivi in cui lo Shenandoah GC generazionale sperimentale migliora la throughput e migliora la resilienza del cambio di carico in ambienti pesanti della memoria.
Considerazioni su prestazioni e idoneità:
- ZGC è progettato per scalare in modo efficiente in dimensioni di heap molto grandi (multi-kerabyte), mantenendo tempi di pausa coerenti che rimangono per lo più inalterati dall'espansione del mucchio. Ciò lo rende adatto a applicazioni di grandi dimensioni come big data e ampi livelli di cache.
- Shenandoah eccelle in scenari con dimensioni di heap medio, mostrando una migliore velocità di ZGC in condizioni di utilizzo di RAM moderate. Migliora l'utilizzo della memoria mediante compattazione aggressiva ed è adatto per le applicazioni in cui è prioritaria il throughput sostenuto.
-Entrambi i collezionisti migliorano la competitività di Java per i requisiti di ultra-latenza tipici per il trading finanziario, le telecomunicazioni, i giochi e l'analisi in tempo reale.
- L'uso da parte di ZGC di tecniche avanzate come puntatori colorati e barriere di carico consente una marcatura e trasferimento simultanea molto efficiente degli oggetti, contribuendo alla sua capacità di ridurre al minimo i tempi di pausa.
- Il principale vantaggio di Shenandoah risiede nella sua strategia di compattazione simultanea, riducendo la frammentazione della memoria e fornendo latenza prevedibile con tempi di pausa bassi.
Riepilogo dei casi d'uso distintivi:
- ZGC è spesso favorito per cumuli e applicazioni estremamente grandi in cui la latenza prevedibile indipendentemente dalla dimensione del heap è fondamentale; Si adatta ai casi d'uso in piattaforme di dati su larga scala e sistemi critici di latenza.
- Shenandoah è scelto per applicazioni che richiedono tempi di pausa bassi coerenti con un focus sulla compattazione della memoria per ridurre la frammentazione, adattando i casi d'uso in sistemi di heap medi-grandi con vari vite degli oggetti, come database e sistemi in tempo reale che beneficiano di potenziamenti di raccolta generazionali.