大家好，我是小米！今天我们要聊的话题是阿里巴巴面试题中常见的一个技术难题：JVM垃圾收集器。随着Java技术的发展，JVM垃圾收集器也在不断演进，每一个版本都有着不同的特点和适用场景。在面试中，对于JVM垃圾收集器的理解是非常重要的，今天就让我们一起来深入了解各个版本的JVM垃圾收集器吧！

在JDK3时代，Java虚拟机的垃圾收集器以Serial和Parnew为代表。这两款垃圾收集器都着重关注垃圾收集的效率，尽管在今天的技术发展中它们已经逐渐被更先进的垃圾收集器所取代，但在当时它们的设计和性能仍然具有一定的意义。

首先，我们来看一下Serial垃圾收集器。Serial是最早的一款垃圾收集器，它采用了单线程执行的方式进行垃圾收集。虽然在今天的多核处理器时代，单线程执行已经不够高效，但在JDK3时代，这种简单直接的设计却往往能够带来较好的性能表现。Serial垃圾收集器适用于小型应用或对吞吐量要求不高的场景，其高效率的垃圾回收方式为那些资源有限的环境提供了一种可行的解决方案。

接着，我们再来看看Parnew垃圾收集器。Parnew是Serial的多线程版本，它主要用于新生代的垃圾收集。在JDK3时代，随着多核处理器的出现，Parnew垃圾收集器成为了一种更为合适的选择。Parnew垃圾收集器能够充分利用多核CPU，采用并行的方式进行垃圾回收，从而提高了垃圾收集的效率。尤其对于那些对并发性能要求较高的应用，Parnew垃圾收集器的出现为其提供了一种可靠的解决方案。

虽然在今天的技术发展中，Serial和Parnew这样的垃圾收集器已经被更先进的垃圾收集器所取代，但它们的设计思想和性能特点仍然值得我们去了解和学习。它们在JDK3时代为Java应用程序提供了一定的性能保障，帮助开发者解决了一些垃圾收集方面的挑战。

在JDK5时代，Java虚拟机引入了一系列新的垃圾收集器，其中包括parallel Scavenge以及Serial old和parallel old。这些垃圾收集器的主要关注点是吞吐量，即在一定时间内完成尽可能多的工作。让我们深入了解一下这些垃圾收集器以及它们在提高应用性能方面的作用。

首先，我们来看一下parallel Scavenge垃圾收集器。这是一款新生代的垃圾收集器，采用了并行的方式进行垃圾回收。它的设计初衷是尽可能地减少应用程序的暂停时间，以提高吞吐量。为了达到这个目标，parallel Scavenge垃圾收集器注重并行化处理，在多个CPU核心上同时执行垃圾收集操作，从而在一定程度上提高了垃圾收集的效率。

同时，在JDK5中引入的还有两款老年代的垃圾收集器，分别是Serial old和parallel old。这两款垃圾收集器同样也注重吞吐量，在老年代的垃圾收集过程中采用了并行的方式，以提高垃圾收集的效率。与新生代的parallel Scavenge相对应，这两款老年代的垃圾收集器同样致力于通过并行化处理来提高整体的吞吐量。

对于大多数应用来说，提高吞吐量是一个非常重要的目标。在高并发、大数据量的场景下，垃圾收集器的吞吐量直接影响着应用程序的性能和稳定性。因此，JDK5时代引入的这些并行垃圾收集器为开发者提供了更多的选择，帮助他们优化和提高应用程序的性能。

在JDK8时代，Java虚拟机引入了CMS（Concurrent Mark-Sweep）垃圾收集器，其主要关注点是最短的垃圾回收停顿时间。这个特性使得CMS垃圾收集器在一些对响应速度要求较高的场景中具有一定的优势。

首先，让我们来了解一下CMS垃圾收集器的工作原理。CMS采用了并发的方式进行垃圾收集，它在整个垃圾收集过程中会尽量减少应用程序的暂停时间。与其他一些垃圾收集器不同，CMS在进行垃圾收集时，并不会完全停止应用程序的运行，而是在垃圾收集的同时，允许应用程序继续执行，尽量减少了停顿时间。这使得CMS适用于对响应速度要求较高的场景，如在线交易系统、网络游戏等。

CMS的最短垃圾回收停顿时间特性，使得它能够在很大程度上保证了应用程序的响应速度。这对于需要实时响应用户请求的应用程序来说至关重要。通过减少垃圾收集的停顿时间，CMS垃圾收集器能够保证应用程序的稳定性和可用性，提升用户体验。

然而，尽管CMS垃圾收集器在减少垃圾回收停顿时间方面表现出色，但它也存在一些局限性。由于CMS采用的是并发收集的方式，可能会导致垃圾收集器与应用程序竞争CPU资源，从而影响应用程序的吞吐量。此外，CMS无法处理内存碎片化的情况，可能会导致频繁的Full GC操作，影响应用程序的性能。

总的来说，JDK8时代的CMS垃圾收集器以其关注最短垃圾回收停顿时间的特性为Java应用程序的性能提供了一定的保障。尽管在某些情况下存在一些局限性，但CMS垃圾收集器仍然是一种有效的垃圾收集解决方案，为对响应速度要求较高的应用场景提供了一种可靠的解决方案。

在JDK9时代，Java虚拟机引入了全新的G1（Garbage-First）垃圾收集器，其主要关注点是精准控制停顿时间和避免垃圾碎片的产生。这两个特性使得G1垃圾收集器在大型应用和对停顿时间要求较高的场景中具有显著的优势。

首先，让我们了解一下G1垃圾收集器的工作原理。G1将堆内存划分为多个小块（Region），并采用增量式的方式进行垃圾收集。与传统的垃圾收集器不同，G1垃圾收集器会根据各个小块的垃圾情况，有针对性地选择哪些小块进行垃圾收集，从而达到精准控制停顿时间的目的。同时，G1还会尽量避免产生大量的垃圾碎片，从而提高了堆内存的利用率和应用程序的性能。

G1垃圾收集器的精准控制停顿时间特性使得它在对停顿时间要求较高的场景中具有显著的优势。例如，在在线交易系统、金融交易系统等对实时性要求较高的应用场景中，G1垃圾收集器能够保证较短的垃圾回收停顿时间，提升了应用程序的响应速度和用户体验。

同时，G1垃圾收集器还能有效地避免产生大量的垃圾碎片。这对于一些需要大内存空间的应用程序来说尤为重要，例如大数据处理、科学计算等。通过减少垃圾碎片的产生，G1垃圾收集器能够提高堆内存的利用率，减少垃圾收集的频率，进而提升应用程序的性能和稳定性。

总的来说，JDK9时代的G1垃圾收集器以其精准控制停顿时间和避免垃圾碎片的特性为Java应用程序的性能提供了显著的改进。尽管在某些情况下存在一些局限性，但G1垃圾收集器仍然是一种非常有效的垃圾收集解决方案，为对停顿时间要求较高的大型应用场景提供了一种可靠的解决方案。

在JDK11时代，Java虚拟机引入了一款全新的垃圾收集器，名为ZGC（Z Garbage Collector）。ZGC的主要关注点是在不关注堆内存容量的情况下，实现最小的垃圾回收停顿时间，达到5TB堆内存的规模下，停顿时间最低达到10毫秒。这一特性使得ZGC在大内存场景下，对于对停顿时间和吞吐量都有高要求的应用程序具有显著的优势。

首先，让我们来了解一下ZGC的工作原理。ZGC是一种基于分代的垃圾收集器，它将堆内存划分为多个分区，然后并发地执行垃圾回收操作。ZGC通过并发地执行部分垃圾回收阶段，如并发标记和并发清理，来尽量减少应用程序的停顿时间。与传统的垃圾收集器相比，ZGC采用了一些先进的技术和算法，使得在大型内存场景下依然能够保持较低的停顿时间。

ZGC的最小停顿时间特性使得它在对停顿时间要求极高的场景中具有显著的优势。例如，在金融交易系统、在线游戏等对实时性要求较高的应用场景中，ZGC能够保证较短的垃圾回收停顿时间，从而提升了应用程序的响应速度和用户体验。

与此同时，ZGC还能够在不关注堆内存容量的情况下，实现最小的停顿时间。这一特性使得ZGC成为了处理大内存场景下垃圾收集的理想选择。在大数据处理、科学计算等需要大内存支持的应用场景中，ZGC能够有效地提高应用程序的性能和稳定性，减少了垃圾收集对应用程序的影响。

综上所述，JDK11时代引入的ZGC垃圾收集器以其在不关注堆内存容量的情况下，实现最小停顿时间的特性，为Java应用程序提供了一种高性能、低延迟的垃圾收集解决方案。尽管在某些情况下可能存在一些局限性，但ZGC仍然是一种非常有效的垃圾收集器，为对停顿时间和吞吐量都有高要求的大型应用场景提供了一种可靠的解决方案。

总结一下，随着JDK版本的不断更新，JVM垃圾收集器也在不断演进，每一款垃圾收集器都有着自己的特点和适用场景。在面试中，对于各个版本的垃圾收集器的理解是非常重要的，希望本文对大家有所帮助！如果你对JVM垃圾收集器还有其他疑问，欢迎在评论区留言讨论哦！

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