El recolector de basura Z (ZGC) y el recolector de basura de Shenandoah (GC) son colectores de basura modernos y de baja latencia diseñados para reducir los tiempos de pausa de la aplicación y mejorar el rendimiento en las aplicaciones de Java. Cada uno tiene casos de uso clave y fortalezas basadas en sus diseños arquitectónicos y características operativas.
Casos de uso de ZGC:
ZGC es un recolector de basura escalable y de baja latencia diseñado para realizar casi todos los trabajos de recolección de basura simultáneamente con la ejecución de la aplicación. Esto da como resultado tiempos de pausa extremadamente cortos, típicamente menos de un milisegundo, que son independientes del tamaño de los montón. ZGC puede manejar tamaños de montaje que van desde unos pocos cientos de megabytes hasta terabytes múltiples (hasta 16TB). Su diseño central lo hace adecuado para aplicaciones que requieren tiempos de pausa predecibles y mínimos, incluso a medida que crece el tamaño del montón.
Los casos de uso típicos para ZGC incluyen:
-Aplicaciones con grandes requisitos de memoria, como procesamiento de big data, bases de datos en memoria y sistemas de almacenamiento de almacenamiento a gran escala.
-Las aplicaciones sensibles a la latencia donde la previsibilidad y la capacidad de respuesta son críticas, como los sistemas de comercio de alta frecuencia (HFT) y análisis en tiempo real.
- Servicios que necesitan mantener un rendimiento constante sin largas picos de pausa GC, como microservicios en grandes sistemas distribuidos.
- Entornos donde la aplicación mínima detiene los tiempos minimizan las interrupciones en aplicaciones interactivas o orientadas al usuario.
La variante generacional de ZGC mejora aún más la eficiencia y el rendimiento de la CPU al separar el montón en generaciones jóvenes y antiguas, permitiendo un escaneo más frecuente y una promoción eficiente de objetos de larga vida. Este enfoque generacional, introducido en versiones Java más nuevas, es especialmente adecuado para aplicaciones que generan muchos objetos de corta duración y requieren un comportamiento sostenido de baja latencia bajo alta concurrencia.
Casos de uso de Shenandoah GC:
Shenandoah GC también es un recolector de basura concurrente y de baja pausa destinado a minimizar los tiempos de pausa durante la recolección de basura realizando compactación simultáneamente con los hilos de aplicación. Esto reduce los picos de latencia y los frustros, la larga parada, la detención del mundo se detiene en común en los GC tradicionales.
Los casos de uso típicos para Shenandoah GC incluyen:
- Aplicaciones con la necesidad de tiempos de respuesta de baja latencia consistentes y pausas mínimas de GC.
- Aplicaciones de montón medianos a grandes donde la fragmentación es una preocupación, ya que Shenandoah compacta agresivamente para manejar la fragmentación.
- Aplicaciones que se benefician de la compactación concurrente sin la complejidad de los mecanismos específicos de coloración y barrera como en ZGC.
-Escenarios especialmente en Java 21 o posterior, donde el GC generacional experimental de Shenandoah GC mejora el rendimiento y mejora la resiliencia de pico de carga en entornos de memoria.
Consideraciones de rendimiento e idoneidad:
- ZGC está diseñado para escalar de manera eficiente en tamaños de montón muy grandes (multi-terabyte), manteniendo tiempos de pausa consistentes que no se ven afectados por la expansión del montón. Esto lo hace adecuado para aplicaciones de gran memoria como Big Data y extensas capas de almacenamiento en caché.
- Shenandoah sobresale en escenarios con tamaños de montón medio, mostrando un mejor rendimiento que ZGC en condiciones moderadas de uso de RAM. Mejora la utilización de la memoria por compactación agresiva y es adecuada para aplicaciones donde se prioriza el rendimiento sostenido.
-Ambos coleccionistas mejoran la competitividad de Java por los requisitos de ultra baja latencia típica en el comercio financiero, las telecomunicaciones, los juegos y los análisis en tiempo real.
- El uso de ZGC de técnicas avanzadas, como punteros de color y barreras de carga, permite la marca concurrente muy eficiente y la reubicación de objetos, lo que contribuye a su capacidad para minimizar los tiempos de pausa.
- La ventaja central de Shenandoah se encuentra en su estrategia de compactación concurrente, reduciendo la fragmentación de la memoria y proporcionando latencia predecible con tiempos de pausa bajos.
Resumen de los casos de uso distintivos:
- ZGC a menudo se favorece para montones y aplicaciones extremadamente grandes donde la latencia predecible independientemente del tamaño del montón es primordial; Se adapta a los casos de uso en plataformas de datos a gran escala y sistemas críticos de latencia.
- Shenandoah se elige para aplicaciones que requieren tiempos de pausa bajos consistentes con un enfoque en la compactación de memoria para reducir la fragmentación, ajustando los casos de uso en sistemas de montón medio a grande con vidas de objetos variados, como bases de datos y sistemas en tiempo real que se benefician de las mejoras generacionales de la colección.