Shenandoah最初的目标是把GC停顿时间降到毫秒级,并且将对内存的支持扩展到太字节级别。 在STW中进行 Shenandoah中的优化模式和ZGC的GC过程基本类似,把标记阶段和重定位阶段合并。 Shenandoah中解决一致性问题的方法到也比较简单。通过执行顺序的不同来保证一致性。 延伸 对比G1、ZGC G1、ZGC和Shenandoah的异同点 对比项 G1 ZGC Shenandoah GC 内存连续性 堆内存基于分区实现,最小分区为1MB,最大分区可达32MB 基于分页设计 Shenandoah更加类似于G1,把G1中的并行转移变成并发转移。 ZGC并发的基础是地址多视图映射。
Shenandoah GC 的背景Shenandoah GC 是一种低停顿的垃圾回收器,旨在解决传统垃圾回收器在大型堆上产生的停顿时间过长的问题。 放弃分代 Shenandoah GC 的原因尽管 Shenandoah GC 在减少停顿时间方面取得了显著的成果,但在实践中发现分代 Shenandoah GC 存在一些问题和限制,这促使了 Java 以下是一些放弃分代 Shenandoah GC 的原因:3.1. 复杂性和维护成本分代 Shenandoah GC 是一个复杂的垃圾回收器,它需要处理多个代的对象,并且需要维护各代之间的引用关系。 放弃分代 Shenandoah GC 可以简化垃圾回收器的选择和配置,并提供更一致的垃圾回收策略。4. 结论Java 21 将放弃分代 Shenandoah GC,这一决定是为了简化和统一垃圾回收器策略,同时解决分代 Shenandoah GC 存在的复杂性、性能和稳定性问题。
前言 Shenandoah作为第一款不由Oracle(包括一起的Sun)公司的虚拟机团队所领导开发的HotSpot垃圾收集器。 Shenandoah收集器的跨代“连接矩阵”示意图 ? 并发回收:这个阶段是Shenandoah与之前HotSpot中其他收集器的核心差异。在这个阶段,Shenandoah要把回收集里面的存活对象先复制一份到其他未被使用的Region中。 这个阶段是Shenandoah的最后一次停顿,时间长短与GC Roots的数量有关。 Shenandoah收集器是通过比较交换(Compare And Swap,CAS)操作来保证并发时堆中的访问正确性的。 总结 1、Shenandoah收集器保证了收集垃圾的低延迟。
不好意思,OpenJDK12马不停蹄的带来了Shenandoah GC。 但是,Shenandoah不需要remember set或者card table来记录跨region引用。 一个常规的Shenandoah GC周期大概是这样的(跟G1也有点相似): ? Shenandoah是一个对那些更看重响应性和可预测短暂停顿的应用来说,更合适的GC算法。 压力测试 关于CMS,G1,ParallelOld,Shenandoah的延迟测试对比,如下图所示: ?
如何选择 G1、ZGC 与 Shenandoah? 粉丝提问: Java 的垃圾回收器(GC)有什么作用?G1、ZGC 和 Shenandoah 有什么区别?如何根据场景选择最适合的 GC? Shenandoah 特点:并发压缩,暂停时间在 10ms~100ms 之间,适合混合负载。 适用场景:中大型内存应用,兼顾延迟和吞吐。 三、G1、ZGC 与 Shenandoah 对比 特性 G1 ZGC Shenandoah 暂停时间 可控(用户设置目标) 极低(10ms 以下) 较低(10ms~100ms) 并发回收 部分并发 几乎全并发 六、总结 选择垃圾回收器的关键点: 根据 延迟需求:延迟敏感选 ZGC,低延迟选 Shenandoah。 根据 内存大小:大内存选 G1,超大内存选 ZGC。 根据 工作负载类型:混合负载选 Shenandoah,高吞吐负载选 G1。
该提案通过引入一种垃圾回收器中立的格式(GC-NeutralFormat),实现了AOT(Ahead-of-Time)编译生成的对象缓存与任意垃圾回收器(包括低延迟的ZGC和Shenandoah)的无缝协同工作 这意味着:如果你使用ZGC或Shenandoah来追求超低延迟,就无法享受到AOT缓存带来的启动加速。这严重限制了AOT技术的普适性和价值,尤其是在对延迟敏感的应用场景中。 Shenandoah有其独特的BrooksPointer机制。如果AOT缓存直接存储这种GC特定的内存布局,那么在加载时就必须使用相同的GC,否则会导致内存损坏或崩溃。 现在,开发者可以同时享受ZGC/Shenandoah的亚毫秒级停顿和AOT缓存的快速启动。
Shenandoah GC 在Shenandoah GC之前的所有垃圾回收器都必须主动或者被动地整理老年代或者新生代,因此会导致长时间的STW,对于大型的堆,比如超过100GB,所有现存的垃圾回收器几乎都表现得很差 Shenandoah GC的STW时间不会随堆的增大而线性增长,所以回收200GB的堆和2GB的堆的STW时间相差无几。Shenandoah GC的大部分阶段都是并发的,如图10-13所示。 图10-13 Shenandoah GC Shenandoah GC类似于G1,也是基于Region的堆设计,但是它没有采用弱分代假设。 代码清单10-20展示了Shenandoah GC的读屏障: 代码清单10-20 Shenandoah GC读屏障 oop ShenandoahBarrierSet::read_barrier(oop Shenandoah GC给出的解决方案是Brooks指针,而ZGC使用染色指针。
JDK 21 的垃圾回收改进 Shenandoah 的性能增强: 增加并发压缩阶段,减少内存碎片。 支持更多并发线程的动态调节。 G1 增强: 改进分区回收算法,减少停顿时间。 Shenandoah 适用场景 中大型内存应用(1GB~10TB)。 低延迟、高吞吐并重的应用场景。 使用并发 GC(如 G1、ZGC 或 Shenandoah),减少全停顿。 Q2:为什么 ZGC 的暂停时间如此低? A:ZGC 将大部分垃圾回收工作并发完成,仅有极少部分需要停顿。 Q3:Shenandoah 和 G1 如何选择? 如果需要更低的延迟,选 Shenandoah。 如果吞吐量优先,可选择 G1。 Shenandoah 的并发压缩与动态线程支持。 调优建议: 根据应用场景选择合适的 GC:延迟敏感选 ZGC,吞吐优先选 G1,混合负载选 Shenandoah。
序 本文主要研究一下ShenandoahGC的Brooks Pointers understanding-jvm-gc-advanced-29-638.jpg Shenandoah Shenandoah } evacuate先判断该对象是否在from-region且在to-region还没有copy,如果满足条件则进行拷贝,然后CAS修改旧对象的forwarding pointer指向拷贝对象 小结 Shenandoah forwarding pointer由自己变为指向to-region的拷贝对象;evacuation的第三步就是遍历heap,更新引用到to-region的拷贝对象 doc forwarding pointer Shenandoah : A pauseless GC for OpenJDK Shenandoah GC: An overview Shenandoah GC: Concurrent parallel marking Shenandoah GC: Brooks pointers devoxx-Nov2017-shenandoah(示例代码来源于此pdf)
": 5828608, "used": 1184128 } }, "startTime": 287700 }, "gcName": "ZGC" } Shenandoah Shenandoah Cycles { "gcAction": "end of GC cycle", "gcCause": "No GC", "gcInfo": { "compositeType Cycles", "typeName": "sun.management.Shenandoah Cycles.GcInfoCompositeType" }, "duration Cycles" } Shenandoah Pauses { "gcAction": "end of GC pause", "gcCause": "No GC", "gcInfo": { Pauses", "typeName": "sun.management.Shenandoah Pauses.GcInfoCompositeType" }, "duration
序 本主要研究一下Garbage Collector的SATB 屏幕快照 2019-03-23 下午12.41.46.png CMS、G1、Shenandoah在进行concurrent marking 的都采用了SATB的技术 Shenandoah Shenandoah面向low-pause-time的垃圾收集器,它的GC cycle主要有 Snapshot-at-the-beginning concurrent update references (optional)包括Init update Refs(Pause)、Concurrent update Refs、Final update Refs(Pause) Shenandoah gray对象移除的目标引用对象标记为gray,对于black引用的新产生的对象标记为black;由于是在开始的时候进行snapshot,因而可能存在Floating Garbage 小结 CMS、G1、Shenandoah 在进行concurrent marking的时候都采用了SATB的技术;SATB concurrent mark便是Shenandoah GC的第一个cycle 遍历heap标记live object,
序 本文主要试用一下JDK12新引入的ShenandoahGC ShenandoahGC Shenandoah是一款concurrent及parallel的垃圾收集器 跟ZGC一样也是面向low-pause-time 的垃圾收集器,不过ZGC是基于colored pointers来实现,而Shenandoah GC是基于brooks pointers来实现 与G1 GC相比,G1的evacuation是parallel 的但不是concurrent,而Shenandoah的evacuation是concurrent,因而能更好地减少pause time 与G1 GC一样,ShenandoahGC也是基于region的GC update Refs(Pause)Final Mark或者Final update Refs之后都可能进行Concurrent cleanup,进行垃圾回收,reclaims region 相关参数 Shenandoah 工具可以用来可视化ShenandoahGC,可视化效果如下: 小结 Shenandoah是一款concurrent及parallel的垃圾收集器;跟ZGC一样也是面向low-pause-time的垃圾收集器
这正是G1、ZGC、Shenandoah等新一代收集器成为焦点的根本原因。 Shenandoah收集器详解:平衡延迟与吞吐 Shenandoah的并发回收机制 Shenandoah收集器作为OpenJDK社区的重要贡献,其核心设计理念在于实现真正的并发垃圾回收。 调优参数详解 Shenandoah提供了丰富的调优参数,允许开发者根据具体场景优化性能。 对比分析:G1、ZGC、Shenandoah如何选择 性能指标对比:延迟、吞吐与内存开销 在2025年的技术环境下,G1、ZGC和Shenandoah三大收集器已形成稳定的性能特征。 备选Shenandoah:若系统CPU资源有限或需兼容旧JDK版本(如JDK 11+),Shenandoah的1-10ms停顿仍可满足多数实时需求。
「Shenandoah收集器」:Shenandoah收集器是一种并发的垃圾收集器,它的目标是在不超过10毫秒的停顿时间内,尽可能地回收大堆内存。 Shenandoah收集器使用了一种称为"Remembered Set"的数据结构来跟踪对象的引用关系。它通过并发标记和并发清除的方式,以及读屏障和写屏障来保证垃圾收集器和应用程序的并发执行。 Shenandoah收集器适用于需要快速响应和高并发的应用程序。
收集器 -XX:+UseEpsilonGC JEP 318 Epsilon, A No-Op Garbage Collector : http://openjdk.java.net/jeps/318 Shenandoah 收集器 -XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseShenandoahGC https://wiki.openjdk.java.net/display/shenandoah JEP 189: Shenandoah: A Low-Pause-Time Garbage Collector (Experimental) http://openjdk.java.net/jeps/
GC(Shenandoah、ZGC)做个介绍。 Shenandoah Shenandoah并非Oracle开发的垃圾收集器,所以受到官方的打压,只能在OpenJDK中使用。 了解了Shenandoah的运行原理,再来看转发指针是如何支持并发整理的。 从上面我们可以看到Shenandoah虽然解决了并发清理,但实际运行过程中也有4个需要停顿的地方,另外由于使用转发指针,对于内存地址改变的对象在引用更新完成之前对其访问都会产生额外的开销,所以经测试Shenandoah 不得不在读、写屏障中都加入转发的逻辑,尤其是读屏障的使用会大大降低系统的性能(Shenandoah是第一款用到读屏障的收集器)。
Shenandoah:一个低停顿垃圾收集器(实验阶段) Java 12 中引入一个新的垃圾收集器:Shenandoah,它是作为一中低停顿时间的垃圾收集器而引入到 Java 12 中的,其工作原理是通过与 据 Red Hat 研发 Shenandoah 团队对外宣称,Shenandoah 垃圾回收器的暂停时间与堆大小无关,这意味着无论将堆设置为 200 MB 还是 200 GB,都将拥有一致的系统暂停时间 Shenandoah GC 工作周期如下所示 本图片引用自:Shenandoah GC(https://wiki.openjdk.java.net/display/shenandoah/Main#Main-Overview 各种 GC 工作负载对比 本图片引用自:Shenandoah GC(https://wiki.openjdk.java.net/display/shenandoah/Main#Main-Overview 参考 Shenandoah wiki page(https://wiki.openjdk.java.net/display/shenandoah),查看更多有关 Shenandoah 的最新信息。
低延时垃圾回收器 Shenandoah 垃圾收集器 Shenandoah 和 G1 一样采用基于 Region 的内存布局,同样有着存放大对象的 Humongous Region ,默认回收策略也是优先处理回收价值最大的 Shenandoah 与 G1 收集器最大的区别在与堆内存的管理上有三个明显的区别: 支持并发整理算法:G1 能支持与用户线程并行,却不能支持用户线程并发。 Shenandoah 默认不使用分代收集 Shenandoah 摒弃了在 G1 中耗费的大量内存和计算资源去维护的记忆集。 由于该过程是和用户线程并发执行的,用户线程会对要移动的对象进行不停的读写访问,为了解对象的引用地址发生改变的问题,Shenandoah 通过读写屏障和转发指针来解决这一问题。 或者也可以采用 CAS 操作,而 Shenandoah 垃圾收集器采用的也是 CAS 操作。 如果在复制过程中进行单纯的读操作,则没有必要担心。因为无论指针指向哪一个,都不会影响读取的结果。
: 低停顿时间的垃圾收集器 Shenandoah 垃圾收集器在 Java 12 中开始引入,Java 15 中成为了正式功能的一部分,可以使用下面的参数启用 Shenandoah 垃圾收集器。 java -XX:+UseShenandoahGC 但是 openJDK 15 中默认是没有 Shenandoah 收集器,想要使用此功能可以下载 AdoptOpenJDK。 为什么 openJDK 中没有 Shenandoah 垃圾收集器? Shenandoah 是一个高性能、低暂停时间的垃圾收集器,它是 Red Hat 主导的项目。 当 Red Hat 第一次提议将 Shenandoah 贡献给 OpenJDK 时,Oracle 明确表示不想支持它,OpenJDK 作为一个免费软件,不想支持 Red Hat 的 Shenandoah 最终 Shenandoah 进入了 JDK 12,但是没有构建进 OpenJDK。
△ JDK 12 GA 发布 Java 12 带来了一系列新特性: 189 Shenandoah: A Low-Pause-Time Garbage Collector (Experimental 可中止的 G1 Mixed GC 346 Promptly Return Unused Committed Memory from G1 G1 及时返回未使用的已分配内存 下边分别来看看: Shenandoah : A Low-Pause-Time Garbage Collector (Experimental) Shenandoah:低暂停时间的 GC(实验性功能) 新增了一个名为 Shenandoah 的 使用 Shenandoah 的暂停时间与堆大小无关,这意味着无论堆是 200 MB 还是 200 GB,都将具有相同的暂停时间。