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发布于 2026-03-12 / 0 阅读
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JDK 8常用的垃圾回收器种类 及应用场景

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JDK 8常用的垃圾回收器种类 及应用场景

在 JDK 8 中，常用的垃圾回收器可以根据其作用的堆内存区域和特性进行分类，不同的垃圾回收器适用

于不同的应用场景，以下为你详细介绍：


1.新生代垃圾回收器

#### 1. Serial 收集器

  • 算法：复制算法。

  • 特点：单线程执行垃圾回收操作，在进行垃圾回收时，会暂停所有用户线程（Stop The World）。

    • 这种方式简单高效，因为没有线程切换的开销。

  • 应用场景：适用于单 CPU 环境下的客户端应用程序，或者对内存占用和停顿时间要求不高的小型

    • 应用。由于单线程工作，在多核环境下性能不如多线程收集器。

  • 启用参数：`-XX:+UseSerialGC`


    • #### 2. ParNew 收集器

  • 算法：复制算法。

  • 特点：Serial 收集器的多线程版本，在垃圾回收时使用多个线程并行工作，能够充分利用多核 CPU

    • 的优势，减少垃圾回收的时间。

  • 应用场景：常与 CMS 收集器配合使用，适用于对响应时间有一定要求的多 CPU 服务器应用。因为

    • 它可以在一定程度上减少停顿时间，提高应用的响应性能。

  • 启用参数：`-XX:+UseParNewGC`


    • #### 3. Parallel Scavenge 收集器

  • 算法：复制算法。

  • 特点：多线程并行收集，重点关注系统的吞吐量。吞吐量是指 CPU 用于运行用户代码的时间与

    • CPU 总消耗时间的比值。可以通过参数 `-XX:MaxGCPauseMillis` 和 `-XX:GCTimeRatio` 分别控制最大

    垃圾收集停顿时间和吞吐量大小。

  • 应用场景：适用于那些对吞吐量要求较高、对响应时间要求相对较低的应用，如后台数据处理任

    • 务、科学计算等。

  • 启用参数：`-XX:+UseParallelGC`


    • 2.老年代垃圾回收器

    #### 1. Serial Old 收集器

  • 算法：标记 - 整理算法。

  • 特点：单线程执行，主要作为 Serial 收集器在老年代的搭配，也可以作为 Parallel Scavenge 收集

    • 器的后备方案。在进行垃圾回收时，同样会暂停所有用户线程。

  • 应用场景：与 Serial 收集器类似，适用于单 CPU 环境或硬件资源受限的场景，或者作为其他收集

    • 器的备用方案。

  • 启用参数：一般与 Serial 收集器搭配使用 `-XX:+UseSerialGC`


    • #### 2. Parallel Old 收集器

  • 算法：标记 - 整理算法。

  • 特点：多线程并行收集，与 Parallel Scavenge 收集器配合使用，共同实现高吞吐量的目标。

  • 应用场景：适用于对吞吐量要求较高的服务器应用，特别是在多核 CPU 环境下，能够充分发挥多

    • 线程的优势，提高垃圾回收效率。

  • 启用参数：`-XX:+UseParallelOldGC`


    • #### 3. CMS（Concurrent Mark Sweep）收集器

  • 算法：标记 - 清除算法。

  • 特点：以获取最短回收停顿时间为目标，在垃圾收集过程中，尽量与用户线程并发执行，减少停顿

    • 时间。但会产生内存碎片，并且对 CPU 资源比较敏感。

  • 应用场景：适用于对响应时间要求较高的应用，如 Web 应用程序、实时系统等。这些应用需要尽可

    • 能减少垃圾回收对用户体验的影响。

  • 启用参数：`-XX:+UseConcMarkSweepGC`


    • 全堆垃圾回收器

    #### G1（Garbage - First）收集器（JDK 8u40 及以后版本可较好支持）

  • 算法：结合了标记 - 整理和复制算法。

  • 特点：将堆内存划分为多个大小相等的 Region，跟踪各个 Region 里垃圾的价值大小，优先回收价

    • 值最大的 Region，从而保证在有限的时间内获得尽可能高的收集效率。同时，它可以控制垃圾回收的停

    顿时间。

  • 应用场景：适用于大内存、多处理器的场景，特别是对垃圾回收停顿时间有严格要求的应用。例如

    • 大型企业级应用、数据库服务器等。

  • 启用参数：`-XX:+UseG1GC`


    • 在 JDK 8 里，不同垃圾回收器可组合使用，以满足不同应用场景的需求。下面为你介绍常见的组合及其

    适用场景：


    3.常见的组合及其适用场景

    Serial + Serial Old

  • 参数启用：使用 `-XX:+UseSerialGC` 可同时启用 Serial 收集器（用于新生代）和 Serial Old 收集器

    • （用于老年代）。

  • 工作原理：Serial 收集器在新生代采用复制算法，单线程执行垃圾回收；Serial Old 收集器在老年代

    • 使用标记 - 整理算法，同样单线程工作。在垃圾回收时，会暂停所有用户线程。

  • 适用场景：适用于单 CPU 环境下的客户端应用程序，或者硬件资源受限、对垃圾回收停顿时间不

    • 敏感的小型应用。因为单线程操作简单，无线程切换开销，在资源有限的情况下能保证一定的效率。


    Parallel Scavenge + Parallel Old

  • 参数启用：通过 `-XX:+UseParallelOldGC` 来启用该组合，Parallel Scavenge 负责新生代，采用复

    • 制算法；Parallel Old 处理老年代，使用标记 - 整理算法。

  • 工作原理：两者均为多线程并行收集，以提高系统吞吐量为目标。Parallel Scavenge 可通过 `-

    • XX:MaxGCPauseMillis` 和 `-XX:GCTimeRatio` 参数控制最大垃圾收集停顿时间和吞吐量。

  • 适用场景：适用于对吞吐量要求较高、对响应时间要求相对较低的应用，如后台数据处理任务、科

    • 学计算等。在多核 CPU 环境下，多线程并行收集能充分利用 CPU 资源，提升垃圾回收效率。


    ParNew + CMS

  • 参数启用：使用 `-XX:+UseConcMarkSweepGC` 启用此组合，ParNew 用于新生代，采用复制算

    • 法；CMS 用于老年代，基于标记 - 清除算法。

  • 工作原理：ParNew 是 Serial 收集器的多线程版本，能利用多核 CPU 优势并行进行新生代垃圾回

    • 收。CMS 以获取最短回收停顿时间为目标，在垃圾收集过程中尽量与用户线程并发执行，减少停顿。

  • 适用场景：适合对响应时间要求较高的应用，如 Web 应用程序、实时系统等。不过，CMS 会产生

    • 内存碎片，且对 CPU 资源敏感，CPU 核心数不足时可能影响性能。


    Parallel Scavenge + Serial Old（默认组合之一）

  • 参数启用：当使用 `-XX:+UseParallelGC` 时，新生代使用 Parallel Scavenge 收集器，老年代默认

    • 使用 Serial Old 收集器（JDK 8 中）。

  • 工作原理：Parallel Scavenge 在新生代多线程并行收集以提高吞吐量，Serial Old 在老年代单线程

    • 执行标记 - 整理操作。

  • 适用场景：如果应用对吞吐量有一定要求，但硬件资源或场景不适合使用 Parallel Old 收集器时会

    • 采用此组合。不过由于老年代单线程回收，在大内存和高并发场景下性能可能受限。


    G1 收集器（自成体系，可看作全堆处理组合）

  • 参数启用：使用 `-XX:+UseG1GC` 启用。虽然严格来说它不属于传统的组合，但它在一个收集器内

    • 对整个堆进行管理。

  • 工作原理：G1 将堆内存划分为多个大小相等的 Region，结合标记 - 整理和复制算法，跟踪各

    • Region 垃圾价值，优先回收价值大的 Region，可控制垃圾回收停顿时间。

  • 适用场景：适用于大内存、多处理器的场景，特别是对垃圾回收停顿时间有严格要求的应用，如大

    • 型企业级应用、数据库服务器等。


    jdk8默认的垃圾回收器

    垃圾回收器 PS Scavenge与 垃圾回收器 PS MarkSweep

    PS Scavenge 和 PS MarkSweep 是 Java 虚拟机中 Parallel Scavenge 收集器和 Parallel Old 收集器使用

    的垃圾回收算法，以下是对它们的详细介绍：


    在 Java 8 中，默认的垃圾回收器组合是 Parallel Scavenge（新生代使用 PS Scavenge 算法）和

    Parallel Old（老年代使用 PS MarkSweep 算法）。这种组合在追求高吞吐量的应用场景中表现出色，但

    在某些情况下，如对停顿时间要求非常严格的应用，可能需要考虑其他垃圾回收器组合。

    PS Scavenge

    所属收集器：Parallel Scavenge 收集器，是 JDK 8 及之前版本中新生代默认的垃圾回收器2。

    算法原理：采用复制算法，将新生代内存划分为 Eden 区和两个 Survivor 区（一般称为 From

    Survivor 和 To Survivor）。对象首先在 Eden 区分配内存，当 Eden 区满时，触发 Minor GC，把

    Eden 区和 From Survivor 区中存活的对象复制到 To Survivor 区，然后清空 Eden 区和 From

    Survivor 区。下次 GC 时，From Survivor 区和 To Survivor 区角色互换，如此循环。

    特点：

    吞吐量优先：以达到高吞吐量为目标，通过多线程并行回收，尽量减少垃圾回收所占用的时间，

    让程序有更多时间执行用户代码，适用于后台计算型应用，能高效利用 CPU 资源1。

    自适应调节策略：可以根据运行情况动态调整新生代的大小、Eden 区和 Survivor 区的比例等参

    数，以优化垃圾回收的性能。

    PS MarkSweep

    所属收集器：Parallel Old 收集器，是 Parallel Scavenge 收集器在老年代的搭档，用于回收老年代内

    存1。

    算法原理：基于标记 - 清除算法。首先标记出老年代中所有存活的对象，然后清除未被标记的对象，

    释放其占用的内存空间。

    特点：

    多线程并行：与 PS Scavenge 类似，采用多线程并行执行垃圾回收，能在较短时间内完成老年

    代的垃圾回收，减少停顿时间，提高系统的并发处理能力。

    适合大对象和长生命周期对象：老年代通常存放经过多次新生代 GC 后仍然存活的对象，这些对

    象一般占用空间较大、生命周期较长。PS MarkSweep 能够有效处理这些对象，避免在老年代频

    繁进行复制操作带来的性能开销。

    本文整理自实践经验，如有问题欢迎交流讨论。

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