1. 设计目标
Shenandoah 是 低延迟垃圾收集器（Low-Pause GC），专注于减少 全局停顿时间（STW），尤其适合 大堆内存（几十GB到TB级）场景。其核心是通过 并发压缩（Concurrent Compaction）减少内存碎片，避免 Full GC。
2. 核心机制
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并发标记与回收
- 并发标记：与应用程序线程并行标记存活对象。
- 并发回收：在标记完成后，无需 STW 即可移动存活对象，释放空闲内存。
- 转发指针（Brooks Pointer） ：每个对象头存储一个指针，用于并发移动对象时快速重定向引用。🎯
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区域（Region）划分
- 内存划分为固定大小的 Region（默认 2MB~32MB），类似 G1，但 无分代概念（Shenandoah 1.8 后支持分代模式）。
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写屏障（Write Barrier）
- 通过 读屏障 + 写屏障 跟踪对象引用变化，确保并发移动时数据一致性。
- 比 G1 的写屏障更轻量，减少运行时开销。⚡
3. 关键阶段
- 初始标记（Initial Mark） ：短暂 STW，标记根对象。
- 并发标记（Concurrent Mark） ：与应用线程并行。
- 最终标记（Final Mark） ：短暂 STW，处理剩余引用。
- 并发回收（Concurrent Evacuation） ：无 STW 移动对象，核心优势！🌟
- 引用处理（Reference Processing） ：处理弱引用、软引用等。
- 并发压缩（Concurrent Compaction） ：可选阶段，进一步减少碎片。
Shenandoah vs. G1：关键对比 🔄
| 特性 | Shenandoah | G1 |
|---|---|---|
| 设计目标 | 极致低延迟（亚毫秒级 STW） | 平衡吞吐与延迟（百毫秒级 STW） |
| 并发阶段 | 并发标记、并发回收、并发压缩 | 并发标记，回收阶段需 STW |
| 内存布局 | 固定大小 Region，可选分代 | 动态大小 Region，分代（Young/Old） |
| 压缩阶段 | 完全并发 | 并行压缩（需 STW） |
| 内存开销 | 略高（转发指针 + 屏障开销） | 较低 |
| 适用场景 | 大堆 + 低延迟敏感（实时系统、游戏） | 中等堆 + 吞吐敏感（Web 服务） |
| JDK 支持 | JDK 12+ 正式支持 | JDK 7+ 主流支持 |
调优项与最佳实践 🛠️
1. 基础参数
bash
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-XX:+UseShenandoahGC # 启用 Shenandoah
-XX:ShenandoahGCHeuristics=adaptive # 自适应启发式策略（默认）
-XX:ShenandoahGCMode=generational # JDK 21+ 分代模式（可选）
2. 关键调优项
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并发线程数
bash
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-XX:ConcGCThreads=<N> # 并发线程数（默认=CPU核数/4） -
触发阈值
bash
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-XX:ShenandoahInitFreeThreshold=70 # 初始回收触发阈值（堆空闲百分比） -XX:ShenandoahMinFreeThreshold=10 # 最小回收触发阈值 -
Region 大小
bash
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-XX:ShenandoahRegionSize=<size> # 建议与 G1 的 Region 对齐（如 2MB/4MB） -
屏障优化
bash
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-XX:+UseFastJNIAccessors # 加速 JNI 访问 -XX:-UseBiasedLocking # 禁用偏向锁（减少屏障冲突）
3. 监控与日志
bash
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-Xlog:gc*,safepoint,task*=info:file=gc.log # 输出详细 GC 日志
-XX:+ShenandoahPrintHeapAtGC # 打印堆状态（调试用）
4. 避坑指南 ⚠️
- 避免过大堆：即使 Shenandoah 支持 TB 级堆，但建议根据业务需求分配合理内存。
- 分代模式选择：JDK 21+ 分代模式适合短生命周期对象，但可能增加 CPU 开销。
- 混合使用屏障：某些旧框架（如 Netty）可能因屏障导致性能下降，需测试验证。
总结 🌈
- Shenandoah：适合追求极致低延迟的场景，通过 并发回收 减少 STW，但需牺牲少量吞吐和内存。
- G1：更适合通用场景，平衡吞吐与延迟，成熟稳定。
根据业务需求选择，小堆选 G1，大堆高敏感选 Shenandoah！🚀
