Java虚拟机（JVM）中的垃圾回收器（Garbage Collector, GC）是Java程序自动管理内存的关键组件。垃圾回收器负责识别不再使用的对象并回收它们所占用的内存，以防止内存泄漏并确保程序的稳定运行。理解不同类型的垃圾回收器及其特性对于优化Java应用程序的性能至关重要。
1. **Serial回收器**：这是最基础的垃圾回收器，采用单线程进行垃圾回收，适合小型应用或客户端环境。它使用复制算法，并在回收过程中暂停所有应用线程（Stop-The-World, STW）。在单CPU环境下，Serial回收器可能比并行或并发回收器表现更好。
2. **ParNew回收器**：ParNew是Serial回收器的多线程版本，主要针对年轻代，适用于多CPU环境，提高垃圾回收的并行性，但仍然使用STW机制。它可以与CMS（Concurrent Mark Sweep）回收器配合使用，作为其新生代部分。
3. **Parallel回收器**：也称为Parallel Scavenge，关注高吞吐量，使用多线程进行垃圾回收，同样具有STW特性。它与Parallel Old回收器搭配，用于老年代垃圾回收，两者都属于吞吐量优先的策略。
4. **CMS回收器**（Concurrent Mark Sweep）：以低延迟为目标，尽量减少应用程序的暂停时间，通过并发地执行大部分垃圾回收任务。然而，在CMS的最终压缩阶段，仍然需要STW。
5. **G1回收器**（Garbage-First）：引入了区域化分代概念，旨在提供可预测的暂停时间，适合大内存应用。G1会跨代进行垃圾回收，目标是在不牺牲太多吞吐量的前提下，降低暂停时间。
6. **Epsilon回收器**：一个“无操作”垃圾回收器，完全不执行垃圾回收，仅用于测试和特殊场景。
7. **ZGC**（Z Garbage Collector）和**Shenandoah GC**：这些是新型的低延迟垃圾回收器，目标是在大内存环境下实现极低的暂停时间。ZGC在JDK 11中引入，Shenandoah在JDK 12作为实验特性。
垃圾回收器的选择和组合取决于应用的需求，如吞吐量、暂停时间和内存占用。例如，对于交互性强的应用，低暂停时间可能更重要，而后台服务可能更关注整体性能。JVM的默认配置会随着JDK版本的更新而变化，例如，从JDK 9开始，G1成为默认的垃圾回收器。
了解GC的性能指标，如吞吐量（运行用户代码的时间占比）、暂停时间、收集频率和内存占用，可以帮助开发者根据应用需求调整垃圾回收器的设置。例如，通过使用`-XX:+PrintCommandLineFlags`等参数，可以查看和调整JVM的垃圾回收器选项。通过JDK提供的工具，如JInfo，可以进一步监控和分析垃圾回收器的行为。
垃圾回收器的发展历程反映了技术的进步和优化目标的变化。从最初的Serial GC到现在的低延迟ZGC和Shenandoah GC，每个新版本都在试图解决前一代的局限性，以提供更好的性能和用户体验。开发者应当根据具体应用的场景和需求，选择合适的垃圾回收器，以达到最佳的性能表现。
