Java 的 G1、ZGC 和 Shenandoah 该怎么选？

学完这篇，你能按「JDK 版本 → 堆大小 → 停顿目标 → CPU 核数」四步走，在 G1、ZGC、Shenandoah 之间做出有依据的选择，并用 GC 日志验证效果。

第一步：先确认 JDK 版本，它决定哪些 GC 能用

这一步要拿到两个信息：JDK 版本号和默认 GC，后面的所有选择都建立在这上面。在服务器上执行：

java -version
java -XX:+PrintFlagsFinal -version | grep -E "UseG1GC|UseZGC|UseShenandoahGC"

可选项对照如下，这是选型的硬前提：

注意：JDK 9 起 G1 是默认 GC，所以你什么都不加跑的就是 G1。如果你的 JDK 是 8，就不要考虑 ZGC 和 Shenandoah 了。

第二步：按堆大小和停顿目标初筛

这一步是用三个问题把范围缩到一个。按顺序问自己：

1. 堆有多大？ 堆小于 4GB 且对延迟不敏感（比如批处理），直接用 -XX:+UseParallelGC 就行，吞吐最高，不必上 G1。
2. 能接受多长的停顿？ 要求 100～300ms 级别、堆在 4GB～32GB，选 G1。要求个位数毫秒、且停顿不能随堆增长而变长，选 ZGC 或 Shenandoah。
3. CPU 核数够吗？ ZGC 和 Shenandoah 靠并发线程和应用抢 CPU，核数少于 4 时吞吐掉得明显，这时候 G1 反而更稳。

一句话总结：**G1 是分代回收，停顿可预测但随堆变大而变长；ZGC 和 Shenandoah 是并发整理，停顿基本与堆大小无关。**

第三步：G1 的参数怎么设

这一步得到一组能直接上生产、又不会调坏的 G1 参数。G1 调优只调两个值：

java -Xms16g -Xmx16g \
     -XX:+UseG1GC \
     -XX:MaxGCPauseMillis=200 \
     -XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=45 \
     -Xlog:gc*:file=gc.log:time,uptime,level,tags \
     -jar app.jar

• MaxGCPauseMillis=200 是停顿目标，G1 会据此调整年轻代大小。
• InitiatingHeapOccupancyPercent=45 控制何时启动并发标记，默认 45，如果频繁出现 Full GC 可以调低到 35。

注意：不要把 -Xms 和 -Xmx 设成不一样的值。堆反复伸缩会让 G1 的停顿预测失效，这是最常见的「调了没效果」原因。

第四步：ZGC 怎么开，有哪些坑

这一步得到一条 ZGC 启动命令。JDK 17 及以上直接写：

java -Xms32g -Xmx32g \
     -XX:+UseZGC \
     -Xlog:gc*:file=gc.log:time,uptime,level,tags \
     -jar app.jar

ZGC 的目标是停顿不超过 1ms，且不随堆大小变化，TB 级堆也能扛。代价有两个：

注意：ZGC 会额外消耗 CPU（染色指针 + 读屏障），实测吞吐一般比 G1 低 5%～15%。如果你的应用是计算密集型、CPU 已经跑满 80%，上 ZGC 可能得不偿失。

注意：ZGC 在小堆（2GB 以下）上没有优势，反而因并发线程占用内存而更吃亏。堆小于 8GB 时优先考虑 G1。

第五步：Shenandoah 怎么开

这一步得到 Shenandoah 的启动命令，并确认你的 JDK 里有它。Shenandoah 由 Red Hat 主导，JDK 12 起进入 OpenJDK 主线，JDK 15 转正：

java -Xms32g -Xmx32g \
     -XX:+UseShenandoahGC \
     -Xlog:gc*:file=gc.log:time,uptime,level,tags \
     -jar app.jar

Oracle JDK 的官方构建里不含 Shenandoah。要用它，请换成 Eclipse Temurin、Amazon Corretto、Azul Zulu 或 Red Hat 的 OpenJDK 构建。先用第一步的 PrintFlagsFinal 命令确认 UseShenandoahGC 这个 flag 存在，不存在就是发行版不支持。

Shenandoah 和 ZGC 定位接近，区别是：Shenandoah 的内存开销通常更小，适合几十 GB 到几百 GB 的堆；ZGC 在超大堆上更占优。

第六步：用 GC 日志实测对比

这一步是把选型从「猜」变成「量」。用同一份压测流量，分别跑 G1 和候选 GC，然后看 gc.log：

• 搜 Pause 行，看最大停顿（Pause Young 和 Pause Full 分开看）。
• 看 Full GC 有没有发生，发生了几次。
• 对比同一压测下的 QPS 和 P99 延迟。

只有 P99 延迟达标、且吞吐损失能接受的那个，才是最终答案。别只看「GC 停顿变小了」就下结论。

小结

• JDK 8 只能用 G1；ZGC 需 JDK 11+，Shenandoah 需 JDK 12+，两者 JDK 15 起转正。
• 堆 < 4GB 用 ParallelGC；4GB～32GB 首选 G1；要求毫秒级停顿或堆很大，才上 ZGC/Shenandoah。
• CPU 核数少于 4，慎用 ZGC 和 Shenandoah，并发 GC 会抢走吞吐。
• -Xms 与 -Xmx 必须相等，这条对三种 GC 都成立。
• Oracle JDK 不含 Shenandoah，须换 Temurin、Corretto 等发行版。
• 选型最终靠 GC 日志的停顿数据和 P99 延迟验证，不靠感觉。