如履平地，览云景，G1、ZGC、ShenandoahGC高性能垃圾回收器引领Java程序狂飙之路

在浩瀚的技术领域，垃圾回收（GC）技术就像是一片神秘的森林，充满了未知与挑战。而对于Java程序员来说，想要驾驭这片森林，就必须深入了解GC分代篇中所揭示的GC收集器，才能真正驾驭Java虚拟机的内存管理机制，为应用程序的性能保驾护航。

而在本章中，我们将继续踏上探索JVM GC技术的高峰征途，直面JDK后续新版本中研发推出的高性能收集器——G1、ZGC和ShenandoahGC，深入剖析它们的设计理念、工作原理和应用场景，以期为Java程序员提供更为全面的知识和更具实践性的指导。

一、G1：分区的艺术，高效的并行

G1是一款面向大内存应用的垃圾回收器，它以其高效的分区收集、并行处理能力和实时压缩技术，在JDK 9中闪亮登场。G1将堆内存划分为多个独立的区域，并根据每个区域的回收价值和内存使用情况动态调整收集优先级，从而实现高效的内存管理。

1. 分区收集：化整为零，逐一击破

G1将堆内存划分为多个独立的区域，每个区域都可以独立进行回收。这种分区收集的方式，使得G1能够充分利用多核处理器的并行优势，同时降低了收集过程对应用程序的性能影响。

2. 并行处理：众志成城，高效协作

G1支持并行收集，这意味着它可以在多个处理器上同时进行垃圾回收。这种并行处理能力大大缩短了垃圾回收的时间，提高了应用程序的性能。

3. 实时压缩：腾挪空间，释放内存

G1还采用了实时压缩技术，在垃圾回收过程中对内存进行压缩，从而释放更多的可用内存空间。这种实时压缩技术可以有效地减少内存碎片，提高内存的使用效率。

二、ZGC：读屏障与增量标记的完美结合，极致性能的代名词

ZGC是JDK 11中引入的一款全新垃圾回收器，它以其突破性地采用“读屏障”和“增量标记”相结合的方式，实现了令人难以置信的低延迟垃圾回收，为寻求极致性能的场景开启了新天地。

1. 读屏障：洞察引用，精准标记

ZGC在Java虚拟机中引入了“读屏障”机制，它可以追踪对象引用关系的变化，从而在垃圾回收过程中准确地标记出需要回收的对象。这种“读屏障”机制大大减少了垃圾回收过程中不必要的标记开销，提高了垃圾回收的效率。

2. 增量标记：化繁为简，渐进推进

ZGC采用了“增量标记”的方式进行垃圾回收，它将垃圾回收过程划分为多个小的增量步骤，并在应用程序运行的间隙执行这些增量步骤。这种“增量标记”的方式可以有效地降低垃圾回收对应用程序性能的影响，从而实现极致的低延迟。

三、ShenandoahGC：毫秒级的停顿，让应用程序如鱼得水

ShenandoahGC是JDK 15中引入的一款增量收集器，它以出色的增量收集技术，将应用程序的停顿时间压缩到不可思议的毫秒级，让Java程序员不再为停顿的烦恼所困扰。

1. 增量收集：润物细无声，不扰应用程序

ShenandoahGC采用了增量收集的方式进行垃圾回收，它将垃圾回收过程划分为多个小的增量步骤，并在应用程序运行的间隙执行这些增量步骤。这种增量收集的方式可以有效地降低垃圾回收对应用程序性能的影响，从而实现毫秒级的停顿。

2. 并发标记：边回收边运行，无缝衔接

ShenandoahGC支持并发标记，这意味着它可以在应用程序运行的同时进行垃圾回收标记。这种并发标记的方式可以进一步降低垃圾回收对应用程序性能的影响，让应用程序在垃圾回收过程中也能流畅运行。

四、纵览三杰，扬长避短，方能所向披靡

G1、ZGC和ShenandoahGC，三款高性能垃圾回收器，各有千秋，适用于不同的场景。G1适用于大内存应用，具有高效的分区收集、并行处理能力和实时压缩技术。ZGC适用于追求极致性能的场景，具有突破性的“读屏障”和“增量标记”相结合的垃圾回收方式。ShenandoahGC适用于对停顿时间要求苛刻的场景，具有出色的增量收集技术和并发标记技术。

只有充分理解三款垃圾回收器的特点和应用场景，才能在实际开发中扬长避短，选择最适合自己应用程序的垃圾回收器，从而为应用程序的性能保驾护航。