1. Serial Collector

• 类型：单线程收集器。
• 工作模式：使用标记-压缩算法进行老年代的垃圾收集，标记-复制算法进行年轻代的垃圾收集。
• 特点：简单高效，适用于单核处理器或小型堆内存。在进行垃圾收集时，会暂停所有应用线程（Stop-The-World）。
• 使用场景：适用于桌面应用和小型服务，或者资源受限的环境。

2. Parallel Collector (Throughput Collector)

• 类型：多线程收集器。
• 工作模式：同样采用标记-复制和标记-压缩算法。
• 特点：旨在最大化应用吞吐量，即减少应用运行时间和垃圾收集时间的比例。在垃圾收集时，也会触发全线程暂停。
• 使用场景：适合多核服务器，强调吞吐量的应用，如大型后端系统。

3. Concurrent Mark-Sweep (CMS) Collector

• 类型：并发收集器。
• 工作模式：主要使用标记-清除算法。
• 特点：旨在减少应用停顿时间。大部分工作并发进行，不需停止应用线程，但在某些阶段仍需要短暂的全线程暂停。
• 使用场景：适用于对响应时间有高要求的应用。

4. Garbage-First (G1) Collector

• 类型：并发收集器。
• 工作模式：将堆分割为多个区域（Region），使用标记-整理算法。
• 特点：提供更可预测的垃圾收集停顿时间，适用于大型堆内存。允许用户指定停顿时间目标。
• 使用场景：适用于需要大堆内存和同时需要控制停顿时间的应用。

5. Z Garbage Collector (ZGC)

• 类型：低延迟垃圾收集器。
• 工作模式：并发、基于区域的收集器，使用读屏障和加载重定向来处理引用。
• 特点：旨在实现低延迟（毫秒级），适用于大型堆。
• 使用场景：适用于延迟敏感的应用，如实时系统、大数据处理等。

6. Shenandoah Collector

• 类型：低延迟垃圾收集器。
• 工作模式：与 ZGC 类似，采用并发和基于区域的方法。
• 特点：主要目标是进一步减少停顿时间，即使在大堆情况下也能维持低延迟。
• 使用场景：同样适用于对停顿时间非常敏感的应用程序。

7. Epsilon: A No-Op Garbage Collector

• 类型：实验性质的“无操作”收集器。
• 工作模式：实际上不执行任何垃圾收集操作。
• 特点：提供了一个完全禁用垃圾收集的环境，用于测试和性能分析。
• 使用场景：主要用于性能测试，以便在没有任何垃圾收集干预的情况下了解应用程序的行为。

垃圾收集器的选择

选择合适的垃圾收集器需要考虑应用程序的特定需求：

• 吞吐量优先：如果优先考虑的是应用程序的吞吐量（即完成工作的速度），那么 Parallel Collector 或 CMS 可能是不错的选择。
• 低延迟优先：对于需要低延迟的应用程序，如实时交互系统，G1、ZGC 或 Shenandoah 更为合适。
• 内存压力：对于管理大量内存的应用程序，G1、ZGC 或 Shenandoah 提供了更好的选项，因为它们可以更有效地管理大堆，并保持较低的停顿时间。
• 开发和测试：Epsilon GC 可以用于性能测试，以理解应用程序在没有垃圾收集干预的情况下的表现。

总结

Java 提供了多种垃圾收集器，以适应不同的应用程序需求和工作负载特性。从单线程的 Serial Collector 到用于大堆的 ZGC 和 Shenandoah，以及专为测试设计的 Epsilon GC，Java 的垃圾收集器选择越来越灵活和多样化。理解每种垃圾收集器的特性和适用场景对于优化 Java 应用程序的性能至关重要。随着 Java 平台的不断发展，垃圾收集器的技术也在不断进步，为开发者提供更多的选择和更好的性能优化机会。