Warum übertreffen JVM-GC-Pausen trotz architektonischer Unterschiede immer noch die Leistung von Go?

Warum JVM GC-Pausen höher bleiben als Go: Architekturunterschiede

Während Go bemerkenswerte GC-Pausen unter 1 Millisekunde erreicht hat, ist die Java Virtual Machine (JVM) stand vor der Herausforderung, ein ähnliches Niveau zu erreichen. Diese Ungleichheit ergibt sich aus architektonischen Unterschieden zwischen den beiden Plattformen.

Komprimierung vs. nicht komprimierender GC

Gos Garbage Collector ist nicht komprimierend, das heißt, er verschiebt keine Objekte um den Speicher herum, um Fragmentierung zu vermeiden. Dies vereinfacht die Implementierung und verringert das Risiko von Speicherlecks. Dies kann jedoch zu einem höheren Speicheraufwand und einer weniger effizienten Cache-Nutzung führen.

Im Gegensatz dazu sind kommerzielle JVM-GCs wie der pausenlose Collector von Azul, Shenandoah von Redhat und ZGC von Oracle komprimierende Collectors. Die Komprimierung ermöglicht eine effiziente Wiederverwendung von Speicher, reduziert die Fragmentierung und verbessert die Cache-Lokalität. Dies erhöht jedoch die Komplexität des Sammlers und kann bei großen Sammlungen zu längeren Pausenzeiten führen.

Generations- vs. Nicht-Generations-GC

Gos GC ist nicht-generationsfähig , was bedeutet, dass alle Objekte in einem einzigen Bereich verwaltet werden. Diese Einfachheit reduziert den Overhead und verbessert die Pausenzeiten. Es ist jedoch möglicherweise nicht so effektiv bei der Optimierung der Speicherzuteilung für Objekte mit unterschiedlicher Lebensdauer.

JVM-GCs hingegen sind typischerweise generationsübergreifend. Sie unterteilen den Heap basierend auf dem Alter des Objekts in mehrere Generationen. Objekte werden der jungen Generation zugewiesen und im Laufe ihrer Sammlung an ältere Generationen weitergegeben. Dieser Ansatz kann die Leistung verbessern, indem die Erfassungshäufigkeit für langlebige Objekte reduziert wird.

Schreibbarrieren

Gos GC erfordert Schreibbarrieren, die Anweisungen in den Code einfügen, um Objekte zu verfolgen Mutationen. Dadurch wird sichergestellt, dass der GC während einer Sammlung Verweise auf verschobene Objekte identifizieren und aktualisieren kann. Schreibbarrieren verursachen Mehraufwand und können die Leistung beeinträchtigen.

JVM-GCs erfordern normalerweise keine Schreibbarrieren. Stattdessen verlassen sie sich auf konservative Scan- oder Generierungstechniken, um Referenzen während der Sammlung zu identifizieren und zu aktualisieren.

Konzentrieren Sie sich auf Pausenzeiten im Vergleich zu anderen Metriken

Die Designer von Go legten Wert auf eine niedrige GC-Pause auf Kosten anderer Leistungsmetriken wie Durchsatz und Speicherbedarf. JVM-GCs hingegen optimieren oft für ein Gleichgewicht von Leistungsmetriken, einschließlich Durchsatz, Latenz und Speichernutzung.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass architektonische Unterschiede zwischen Gos nicht-komprimierendem, nicht-generationellem Kollektor und komprimierenden, generationsübergreifenden JVM-Kollektoren zu den Unterschieden bei den GC-Pausenzeiten zwischen den beiden Plattformen beitragen. Während jüngste Fortschritte wie ZGC und Shenandoah die JVM-Pausenzeiten erheblich verkürzt haben, bleibt Gos Fokus auf kurze Pausenzeiten aufgrund seiner Designoptionen von JVM GCs unerreicht.

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