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Java 虚拟机中存在多种垃圾收集器，各有优劣，适用于不同的业务场景。下面我们对常见的几种垃圾收集器进行系统性梳理与对比，助你在日常开发与性能调优中游刃有余。

1. Serial 收集器（串行收集器）

特点：单线程、Stop The World。

工作方式：新生代使用复制算法，老年代使用标记-整理。

优点：实现简单，内存占用少，适合单核环境或内存较小的场景。

缺点：GC 期间所有用户线程停顿，影响体验。

✅ 适合场景：单核处理器、Client 端应用、小内存部署。

2. ParNew 收集器

特点：Serial 的多线程版本，支持并行收集新生代。

工作方式：新生代使用复制算法，常与 CMS 搭配使用。

优点：多核 CPU 环境下比 Serial 更高效。

缺点：老年代仍需配合 CMS，否则效果一般。

✅ 适合场景：多核 CPU + CMS 收集器组合。

3. CMS（Concurrent Mark Sweep）收集器

特点：老年代并发收集，响应时间优先。

工作方式：标记-清除，采用“初始标记 → 并发标记 → 重新标记 → 并发清除”四步。

优点：

并发回收，停顿时间短。

用户线程与 GC 线程并发执行，提升响应性。

缺点：

会产生内存碎片。

可能出现“Concurrent Mode Failure”，需要预留空间进行 Full GC。

✅ 适合场景：对响应时间敏感的应用，如电商、交易系统。

4. G1（Garbage First）收集器

特点：面向服务端，兼顾吞吐与低停顿。

工作方式：将堆划分为多个 Region，混合使用多种算法，采用并发标记 + 并发压缩。

优点：

支持大堆（>4GB）。

可预测的低延迟，GC 可配置暂停时间（-XX:MaxGCPauseMillis）。

内存整理后无碎片。

缺点：

单次 GC 性能略低于 CMS。

调优复杂。

✅ 适合场景：对响应延迟和吞吐有双重要求的大型服务系统。

5. ZGC（Z Garbage Collector）

特点：低延迟收集器（Pause < 10ms），JDK11+。

工作方式：Region + 并发标记 + 并发重定位，使用着色指针。

优点：

停顿时间极短，<10ms。

支持大内存，最高达 16TB。

缺点：

暂不支持 Mac、JDK8。

吞吐量稍逊于 G1。

✅ 适合场景：超大堆内存、低延迟系统，如金融风控、在线推荐系统。

6. Shenandoah 收集器

特点：OpenJDK 社区开发，低延迟收集器（Pause < 10ms），JDK12+。

工作方式：Region 化 + 并发标记 + 并发压缩，支持并发整理堆。

优点：

停顿时间短，几乎与堆大小无关。

支持压缩，内存碎片少。

缺点：

吞吐略低。

需要额外 CPU 资源支持并发标记。

✅ 适合场景：注重低停顿、超大堆、追求实时体验的业务。

GC 收集器对比总结表格

收集器

新生代算法

老年代算法

并发/并行

停顿时间

吞吐量

特点

Serial

复制

标记-整理

无

长

高

单线程，简单可靠

ParNew

复制

标记-整理

并行

中

高

CMS 搭档，支持多线程

CMS

复制

标记-清除

并发

短

高

响应快，但有内存碎片

G1

复制 + 整理

标记-整理

并行 + 并发

可调

中高

面向大内存，支持预测暂停

ZGC

标记-整理

标记-整理

全并发

极短

中

支持 16TB，大内存低延迟

Shenandoah

标记-整理

标记-整理

全并发

极短

中

停顿时间与堆大小无关