This repository has been archived by the owner on Sep 13, 2022. It is now read-only.
-
Notifications
You must be signed in to change notification settings - Fork 0
/
lecture07.html
1429 lines (1362 loc) · 79.4 KB
/
lecture07.html
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
621
622
623
624
625
626
627
628
629
630
631
632
633
634
635
636
637
638
639
640
641
642
643
644
645
646
647
648
649
650
651
652
653
654
655
656
657
658
659
660
661
662
663
664
665
666
667
668
669
670
671
672
673
674
675
676
677
678
679
680
681
682
683
684
685
686
687
688
689
690
691
692
693
694
695
696
697
698
699
700
701
702
703
704
705
706
707
708
709
710
711
712
713
714
715
716
717
718
719
720
721
722
723
724
725
726
727
728
729
730
731
732
733
734
735
736
737
738
739
740
741
742
743
744
745
746
747
748
749
750
751
752
753
754
755
756
757
758
759
760
761
762
763
764
765
766
767
768
769
770
771
772
773
774
775
776
777
778
779
780
781
782
783
784
785
786
787
788
789
790
791
792
793
794
795
796
797
798
799
800
801
802
803
804
805
806
807
808
809
810
811
812
813
814
815
816
817
818
819
820
821
822
823
824
825
826
827
828
829
830
831
832
833
834
835
836
837
838
839
840
841
842
843
844
845
846
847
848
849
850
851
852
853
854
855
856
857
858
859
860
861
862
863
864
865
866
867
868
869
870
871
872
873
874
875
876
877
878
879
880
881
882
883
884
885
886
887
888
889
890
891
892
893
894
895
896
897
898
899
900
901
902
903
904
905
906
907
908
909
910
911
912
913
914
915
916
917
918
919
920
921
922
923
924
925
926
927
928
929
930
931
932
933
934
935
936
937
938
939
940
941
942
943
944
945
946
947
948
949
950
951
952
953
954
955
956
957
958
959
960
961
962
963
964
965
966
967
968
969
970
971
972
973
974
975
976
977
978
979
980
981
982
983
984
985
986
987
988
989
990
991
992
993
994
995
996
997
998
999
1000
<!doctype html>
<html lang="ru">
<head>
<meta charset="utf-8">
<title>JMM и GC</title>
<meta name="description" content="JMM и GC">
<meta name="author" content="Titov Egor">
<meta name="apple-mobile-web-app-capable" content="yes"/>
<meta name="apple-mobile-web-app-status-bar-style" content="black-translucent"/>
<meta name="viewport"
content="width=device-width, initial-scale=1.0, maximum-scale=1.0, user-scalable=no, minimal-ui">
<link rel="stylesheet" href="css/reveal.css">
<link rel="stylesheet" href="css/theme/white04.css" id="theme">
<link rel="stylesheet" href="css/hljs/vs.css" id="highlight-theme">
<!-- Printing and PDF exports -->
<script>
var link = document.createElement('link');
link.rel = 'stylesheet';
link.type = 'text/css';
link.href = window.location.search.match(/print-pdf/gi) ? 'css/print/pdf.css' : 'css/print/paper.css';
document.getElementsByTagName('head')[0].appendChild(link);
</script>
<!--[if lt IE 9]>
<script src="lib/js/html5shiv.js"></script>
<![endif]-->
<style>
.reveal .slide-number {
font-size: 22pt;
color: black;
}
.reveal pre {
background: none;
border: none;
box-shadow: none;
}
.reveal pre code {
color: black;
background: none;
box-shadow: none;
max-height: none;
}
.reveal section img {
border: none;
box-shadow: none;
}
.reveal pre code {
overflow: hidden;
}
.reveal .footer {
font-size: 22pt;
color: black;
position: absolute;
left: 35%;
bottom: 0.5em;
}
.corp-name {
color: orangered;
font-family: "Circe", sans-serif;
}
/* .reveal .slides {
margin: 0 auto;
} */
/* body {
transform: scale(.8) translateY(-135px);
} */
/*img {
transform: scale(.8)
}*/
p {
font-size: 0.5em;
text-align: left;
}
li {
font-size: 0.5em;
}
span.code {
background-color: lightgrey;
}
</style>
</head>
<body>
<div class="reveal">
<div class="footer">
<span class="corp-name"><b>NAUMEN </b></span>Титов Егор
</div>
<div class="slides">
<section>
<h1>JMM и GC</h1>
</section>
<section>
<h3>Для чего?</h3>
<p>В <code>Java</code> у разработчика есть доступ только к созданию объекта, мы не можем явно
его удалить. Для этого в JVM есть такой механизм как GC, который и подчищает
нашу память от неиспользуемых объектов.</p>
</section>
<section>
<h3>Что такое выделение и очистка памяти?</h3>
<ul>
Ключевые слова
<li>Stack и Heap</li>
<li>Аллокация</li>
<li>Утечки памяти (memory leaks)</li>
<li>Время жизни объекта</li>
<li>Корневая ссылка (root)</li>
<li>Достижимый объект</li>
</ul>
</section>
<section>
<h3>Что такое Heap и Stack память в Java?</h3>
<img src="img/jmmgc/java-memory-model-1.png"/>
</section>
<section>
<h5><code>Stack</code> память в Java</h5>
<p class="fontsize">
Стековая память в Java работает по схеме LIFO (Последний-зашел-Первый-вышел). Всякий раз, когда
вызывается метод, в памяти стека создается новый блок, который содержит примитивы и ссылки на
другие объекты в методе. Как только метод заканчивает работу, блок также перестает
использоваться, тем самым предоставляя доступ для следующего метода.
</p>
</section>
<section>
<h5><code>Heap</code> память в Java</h5>
<p class="fontsize">
Эта область памяти используется для объектов и классов. Новые объекты всегда создаются в куче, а
ссылки на них хранятся в стеке.
</p>
<p class="fontsize">
Эти объекты имеют глобальный доступ и могут быть получены из любого места программы
</p>
</section>
<section>
<h3>Что такое Heap и Stack память в Java?</h3>
<img src="img/jmmgc/java-memory-model-2.png"/>
</section>
<!-- <section>
<p class="fontsize">К объектам в куче имеет доступ любой процесс, у которого есть ссылка на этот объект.
Если у двух процессов
есть ссылки на один и тотже объект, то они оба бубт иметь к нему доступ.</p>
<p class="fontsize">Но каждый имеет свою копию локальных переменных, то что находится в стеке</p>
</section>-->
<section>
<h3>Что такое Heap и Stack память в Java?</h3>
<img src="img/jmmgc/java-memory-model-3.png"/>
</section>
<section>
<h3>Что такое Heap и Stack память в Java?</h3>
<p>JMM - это синтетическое представление физической памяти</p>
<img src="img/jmmgc/java-memory-model-5.png">
</section>
<section>
<h3>Аллокация</h3>
<div>
<div style="float:left; width: 50%; top: 4em;position: relative; text-align: left;">Аллокация- это
выделение памяти для нового объекта.
</div>
<div style="float:left; width: 50%"><img src="img/jmmgc/allocate_1.jpg"></div>
</div>
</section>
<section>
<h3>Аллокация: Как это происходит</h3>
<div>
<p class="fontsize">Так как память в JVM освобождает GC, то аллокатору нужно лишь знать, где эту
свободную память искать,
фактически управлять доступом к одному указателю на эту самую свободную память.
bump-the-pointer: каждому потоку выделяется большой кусок памяти, который принадлежит только ему.
</p>
<img style="width: 70%" src="img/jmmgc/allocate_kak eto proishodit.jpg">
</div>
</section>
<section>
<h3>Аллокация: Как это происходит</h3>
<div>
<p class="fontsize">Аллокации внутри такого буфера происходят всё тем же инкрементом указателя (но
уже локальным, без синхронизации) пока это возможно, а новая область
запрашивается каждый раз, когда текущая заканчивается. Такая область и
называется thread-local allocation buffer(TLAB).
</p>
<img style="width: 70%" src="img/jmmgc/allocate_kak eto proishodit_2.jpg"></div>
</section>
<section>
<h3>Утечка памяти: Что это такое</h3>
<div>
<div style="width: 50%; float: left; text-align: left;">
<p class="fontsize">Утечка памяти — это ситуация, когда в куче есть объекты, которые больше не
используются, но сборщик мусора не
может удалить их, что приводит к
нерациональному расходованию памяти.
</p>
<p class="fontsize">
Проблема:<br>
Утечка блокирует ресурсы памяти, что со
временем приводит к ухудшению
производительности системы. И если ее не
устранить, приложение исчерпает свои ресурсы и
завершиться с ошибкой
<b>java.lang.OutOfMemoryError</b>
</p>
</div>
<img style="width: 50%;" src="img/jmmgc/memoryleask.jpg">
</div>
</section>
<section>
<h3>Утечка памяти</h3>
<h5>Симптомы</h5>
<ol>
<li>Серьезное ухудшение производительности, когда оно работает
продолжительное время</li>
<li>Возникновение в приложении ошибки java.lang.OutOfMemoryError</li>
<li>Спонтанные и странные сбои в приложении</li>
</ol>
</section>
<section>
<h3>Утечка памяти: </h3>
<h5>из-за статических полей</h5>
<p class="fontsize">В Java время жизни статических полей обычно совпадает со временем работы приложения
</p>
<div style="width: 40%; float: left">
<pre style="font-size: medium;">
<code data-trim class="java">
public class StaticTest {
public static List<Double> list
= new ArrayList<>();
public void populateList() {
for (int i=0; i<10_000_000; i++){
list.add(Math.random());
}
}
public static main(String[] args) {
new StaticTest().populateList();
}
}
</code>
</pre></div>
<img style="width: 50%; float: left" src="img/jmmgc/utechka_pamyti_grafik.jpg">
</section>
<section>
<h3>Утечка памяти: </h3>
<h5>из-за статических полей</h5>
<p>Однако, если мы отбросим слово static в строке номер 2, то это приведет к резкому изменению использования памяти:
</p>
<div style="width: 40%; float: left">
<pre style="font-size: medium;">
<code data-trim class="java">
public class StaticTest {
public List<Double> list
= new ArrayList<>();
public void populateList() {
for (int i=0; i<10_000_000; i++){
list.add(Math.random());
}
}
public static main(String[] args) {
new StaticTest().populateList();
Log.info("Free");
}
}
</code>
</pre></div>
<img style="width: 50%; float: left" src="img/jmmgc/utechka_pamyti_grafik2.jpg">
</section>
<section>
<h3>Утечка памяти:</h3>
<h5> из-за статических полей</h5>
<ol>Как это предотвратить?
<li>Минимизировать использование статических переменных в приложении</li>
<li>При использовании синглтонов использовать реализацию с ленивый загрузкой
объекта, вместо немедленной
</li>
</ol>
</section>
<section>
<h3>Утечка памяти: </h3>
<h5>через незакрытые ресурсы</h5>
<ul><li>Всякий раз, когда мы создаем новое соединение или открываем поток,
JVM выделяет память для этих ресурсов. Это могут быть соединения с базой данных,
входящие потоки или сессионные объекты.
</li>
<li>Забывая закрыть эти ресурсы, вы можете заблокировать память, тем самым делая
их недоступными для сборщика мусора. Это может произойти даже в случае
возникновения исключения, которое не позволит программе выполнить код,
отвечающий за закрытие ресурсов.
</li></ul>
</section>
<section>
<h3>Утечка памяти: </h3>
<h5>через незакрытые ресурсы</h5>
<ol>Как это предотвратить?
<li>Всегда используйте <code>finally</code> блок для закрытия ресурсов</li>
<li>Код (даже в блоке <code>finally</code>), который закрывает ресурсы, не должен иметь
никаких необработанных исключений
</li>
</ol>
</section>
<section>
<h3>Утечка памяти: </h3>
<h5>неверные реализации equals() и hashCode()</h5>
<p>При написании новых классов очень распространенной ошибкой является
некорректное написание переопределяемых методов <code>equals()</code> и <code>hashCode()</code>
</p>
<p><code>HashSet</code> и <code>HashMap</code> используют эти методы во многих операциях и если они не
переопределены правильно, то эти методы могут стать источником потенциальных
проблем, связанных с утечкой памяти
</p>
</section>
<section>
<h3>Утечка памяти: </h3>
<h5>неверные реализации equals() и hashCode()</h5>
<p>Поскольку <b>Map</b> не позволяет
использовать дубликаты ключей,
многочисленные объекты <b>Person</b>,
которые мы добавили, не должны
увеличить занимаемую ими
пространство в памяти.
</p>
<pre><code data-trim class="java">
public class Person {
public String name;
public Person(String name) {
this.name = name;
}
}
@Test
public void givenMap_whenEqualsAndHashCodeNotOverridden_thenMemoryLeak() {
Map<Person, Integer> map = new HashMap<>();
for (int i = 0; i < 100; i++) {
map.put(new Person("jon"), 1);
}
Assert.assertFalse(map.size() == 1);
}
</code></pre>
</section>
<section>
<h3>Утечка памяти: </h3>
<h5>неверные реализации equals() и hashCode()</h5>
<p>Поскольку мы не определили правильные метод <code>equals()</code>, дублирующие
объекты накопились и заняли память. В этом случае потребление памяти кучи
выглядит следующим образом:
</p>
<img src="img/jmmgc/grafik_slaid23.jpg">
</section>
<section>
<h3>Утечка памяти: </h3>
<h5>неверные реализации equals() и hashCode()</h5>
<div>
<div style="float: left; width: 50%;"><pre style="font-size: medium;"><code data-trim class="java">
public class Person {
public String name;
public Person(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public boolean equals(Object o) {
if (o == this) return true;
if (!(o instanceof Person)) {
return false;
}
Person person = (Person) o;
return person.name.equals(name);
}
@Override
public int hachCode() {
int result = 17;
result = 31 * result + name.hachCode();
return result;
}
}
</code></pre>
</div>
<div style="float: left; width: 50%;"><pre style="font-size: medium"><code data-trim class="java">
@Test
public void givenMap_whenEqualsAndHashCodeNotOverridden_thenMemoryLeak() {
Map<Person, Integer> map = new HashMap<>();
for (int i = 0; i < 100; i++) {
map.put(new Person("jon"), 1)
}
Assert.assertTrue(map.size() == 1);
}
</code></pre>
</div>
<img width="50%" src="img/jmmgc/grafik_slaid24.jpg">
</div>
</section>
<section>
<h3>Утечка памяти: </h3>
<h5>неверные реализации equals() и hashCode()</h5>
<ol>Как это предотвратить?
<li>Взять за правило, при создании новых сущностей (Entity), всегда
переопределять методы <code>equals()</code> и <code>hashCode()</code></li>
<li>Не достаточно просто переопределить эти методы. Они должны быть
переопределены оптимальным образом</li>
</ol>
</section>
<section>
<h3>Утечка памяти: </h3>
<h5>внутренние классы, ссылаются на внешние классы</h5>
<div>
<img style="float: left; width: 55%" src="img/jmmgc/grafik_slaid26_1.jpg">
<div style="font-size: 0.5em;">Однако, если мы просто
объявим внутренний класс
как статический, то та же
модель памяти будет
выглядеть так:
</div>
<img style="float: left; width: 45%" src="img/jmmgc/grafik_slaid26_2.jpg">
</div>
</section>
<section>
<h3>Утечка памяти: </h3>
<h5>внутренние классы, ссылаются на внешние классы</h5>
<p>Как это предотвратить?
Если внутреннему классу не нужен доступ к членам внешнего класса,
подумайте о превращении его в статический класс
</p>
</section>
<section>
<h3>Утечка памяти: </h3>
<h5>использование ThreadLocals</h5>
<ol><li><code>ThreadLocal</code> — это механизм, который позволяет изолировать состояние
(значения переменных) в определенном потоке, что делает его безопасным.</li>
<li>Несмотря на свои преимущества, использование переменных ThreadLocal
противоречиво, поскольку они могут являться причиной утечек памяти, если они не
используются должным образом.</li>
</ol>
</section>
<section>
<h3>Утечка памяти: </h3>
<h5>использование ThreadLocals</h5>
<ol>Как это предотвратить?
<li>Хорошей практикой является очищение <code>ThreadLocal</code> переменных, когда они больше не
используются. <code>ThreadLocal</code> предоставляет метод <code class="code">remove()</code>, который удаляет значение
переменной для текущего потока</li>
<li>Не используйте <code class="code">ThreadLocal.set(null)</code> для очистки значения — на самом деле оно не
очищает значение, а вместо этого ищет мапу, связанную с текущим потоком, и
устанавливает пару ключ-значение — текущий поток и null соответственно</li>
<li>Еще лучше рассмотреть <code class="code">ThreadLocal</code> как ресурс, который необходимо закрыть в блоке
<code class="code">finally</code>, чтобы убедиться, что он всегда будет закрыт, даже в случае исключения:</li>
</ol>
</section>
<section data-transition="fade-out">
<h3>Сборка мусора: до</h3>
<img src="img/jmmgc/slaid30_sborka_musora.jpg">
</section>
<section data-transition="fade-in">
<h3>Сборка мусора: после</h3>
<img src="img/jmmgc/slaid31_sborka_musora.jpg">
</section>
<section>
<h3>Производительность GC</h3>
<ol>3 характеристики<br>
<li>Пропускная способность (Throughput)<br>
Объем вычислительных ресурсов, затрачиваемых на GC
</li>
<li>Максимальная задержка (Latency)<br>
Максимальное время, на которое сборщик приостанавливает выполнение программы для
выполнения одной сборки. Такие остановки называются stop-the-world.
</li>
<li>Потребляемые ресурсы (Footprint)<br>
Объем ресурсов процессора и памяти, потребляемых сборщиком.
</li>
</ol>
</section>
<section>
<h3>Треугольник оптимизации GC</h3>
<div style="float: left; width: 50%"><p>Максимальная оптимизация производится по 2 вершинам в ущерб третей 3-й.<br>
Например :<br>
Уменьшая потребляемые ресурсы и
увеличивая пропускную способность нам
необходимо жертвовать временем
максимальной задержки, которая в нашем
случае вырастет
</p></div>
<img style="float: left; width: 50%" src="img/jmmgc/slaid33_triangle.jpg">
</section>
<section>
<h3>Достижимость объектов</h3>
<ol> Чтобы найти мусор, нужно узнать, есть ли ссылки на объект
Три подхода:
<li><b>No-op</b>: забить и считать всё достижимым</li>
<li><b>Mark-*</b>: Пробежаться по графу объектов, найти достижимое и посчитать всё
остальное мусором</li>
<li><b>Reference counting</b>: на каждом чтении/записи считать количество ссылок на
объект, при refcount=0 считать объект мусором</li>
</ol>
</section>
<section>
<h3>Пример маркировки объектов</h3>
<ul style="list-style:none;">Граф объектов можно обойти, назначая объектам цвета:
<li>Белый: ещё не посещён</li>
<li>Серый: посещён, но ссылки не просканированы</li>
<li>Чёрный: посещён и ссылки просканированы</li>
<li>Вся жизнь алгоритма маркировки – это покраска белого в серое, а серого в чёрное.</li>
</ul>
</section>
<section data-transition="fade-out">
<h3>Маркировка: stop-the-world </h3>
<p>Когда приложение остановлено, всё тривиально!
Никто не мешается под ногами.
</p>
<img src="img/jmmgc/slaid36.jpg">
</section>
<section data-transition="fade">
<h3>Маркировка: stop-the-world </h3>
<p>Нашли все корни, покрасили их в чёрный,
т.к. они по определению достижимы
</p>
<img src="img/jmmgc/slaid36.jpg">
</section>
<section data-transition="fade">
<h3>Маркировка: stop-the-world </h3>
<p>Ссылки из чёрных теперь серые, сканируем ссылки из серых
</p>
<img src="img/jmmgc/slaid38.jpg">
</section>
<section data-transition="fade">
<h3>Маркировка: stop-the-world </h3>
<p>Сканирование из серых завершено, красим их в чёрные;
новые ссылки – серые
</p>
<img src="img/jmmgc/slaid39.jpg">
</section>
<section data-transition="fade">
<h3>Маркировка: stop-the-world </h3>
<p>Серые → чёрные;
достижимые из серых → серые
</p>
<img src="img/jmmgc/slaid40.jpg">
</section>
<section data-transition="fade">
<h3>Маркировка: stop-the-world </h3>
<p>Серые → чёрные;
достижимые из серых → серые
</p>
<img src="img/jmmgc/slaid41.jpg">
</section>
<section data-transition="fade">
<h3>Маркировка: stop-the-world </h3>
<p>Серые → чёрные;
достижимые из серых → серые
</p>
<img src="img/jmmgc/slaid42.jpg">
</section>
<section data-transition="fade">
<h3>Маркировка: stop-the-world </h3>
<p>Серые → чёрные;
достижимые из серых → серые
</p>
<img src="img/jmmgc/slaid43.jpg">
</section>
<section data-transition="fade-in slide-out">
<h3>Маркировка: stop-the-world </h3>
<p>Конец: всё достижимое – чёрное;
весь мусор – белый
</p>
<img src="img/jmmgc/slaid44.jpg">
</section>
<section>
<h3>Маркировка: проблемы с мутатором</h3>
<p>В concurrent mark всё сложнее: там есть приложение, которое меняет граф
объектов. За это его презрительно называют мутатором.
</p>
</section>
<section data-transition="slide-in fade-out">
<h3>Маркировка: проблемы с мутатором</h3>
<p>Добрался указатель сюда,
и только он начал сканировать ссылки...
</p>
<img src="img/jmmgc/slaid46.jpg">
</section>
<section data-transition="fade">
<h3>Маркировка: проблемы с мутатором</h3>
<p>Мутатор снёс ссылку из серого ...
и вставил её в чёрный!
</p>
<img src="img/jmmgc/slaid47.jpg">
</section>
<section data-transition="fade">
<h3>Маркировка: проблемы с мутатором</h3>
<p>Или даже когда-нибудь потом вставил ссылку на
транзитивно достижимый белый объект
</p>
<img src="img/jmmgc/slaid48.jpg">
</section>
<section data-transition="fade">
<h3>Маркировка: проблемы с мутатором</h3>
<p>Или даже когда-нибудь потом вставил ссылку на
транзитивно достижимый белый объект
</p>
<img src="img/jmmgc/slaid49.jpg">
</section>
<section data-transition="fade">
<h3>Маркировка: проблемы с мутатором</h3>
<p>Марк завершился, и опаньки: есть достижимые белые объекты,
которые мы сейчас снесём!
</p>
<img src="img/jmmgc/slaid50.jpg">
</section>
<section data-transition="fade-in slide-out">
<h3>Маркировка: проблемы с мутатором</h3>
<p>Ещё хуже: появился новый объект и
ссылку на него записали под конец марка
</p>
<img src="img/jmmgc/slaid51.jpg">
</section>
<section>
<h3>Маркировка: проблемы с мутатором</h3>
<ol>Есть два способа решить эту проблему:
<li><b>Incremental Update</b>: перехватить записи и обработать вставки, обойдя новые
ссылки – принимая новое на лету</li>
<li><b>Snapshot-at-the-Beginning</b>: перехватить записи и обработать удаления,
запомнив старые ссылки – уворачиваясь от деструктивных изменений</li>
</ol>
</section>
<section data-transition="fade-out">
<h3>Маркировка: Incremental Update</h3>
<p>Красим все новые ссылки в серый
</p>
<img src="img/jmmgc/slaid53.jpg">
</section>
<section data-transition="fade">
<h3>Маркировка: Incremental Update</h3>
<p>Конец!
</p>
<img src="img/jmmgc/slaid54.jpg">
</section>
<section data-transition="fade">
<h3>Маркировка: Incremental Update</h3>
<p>Бонус: если объект создали, но не записали, его не маркаем
</p>
<img src="img/jmmgc/slaid55.jpg">
</section>
<section data-transition="fade-in slide-out">
<h3>Маркировка: Incremental Update</h3>
<p>
Бонус: если ссылка на объект пропала, ну и ладно!
</p>
<img src="img/jmmgc/slaid55.jpg">
</section>
<section data-transition="slide-in fade-out">
<h3>Маркировка: SATB</h3>
<p>Красим все старые ссылки в серый
</p>
<img src="img/jmmgc/slaid57.jpg">
</section>
<section data-transition="fade">
<h3>Маркировка: SATB</h3>
<p>
Красим новые объекты в серый
</p>
<img src="img/jmmgc/slaid57.jpg">
</section>
<section data-transition="fade">
<h3>Маркировка: SATB</h3>
<p>Доделываем...
</p>
<img src="img/jmmgc/slaid59.jpg">
</section>
<section data-transition="fade">
<h3>Маркировка: SATB</h3>
<p>
Конец!
</p>
<img src="img/jmmgc/slaid60.jpg">
</section>
<section data-transition="fade">
<h3>Маркировка: SATB</h3>
<p>«Snapshot At The Beginning»:
пометили все достижимые на начало сборки
</p>
<img src="img/jmmgc/slaid61.jpg">
</section>
<section>
<h3>Маркировка: две паузы в Concurrent</h3>
<ol>Init Mark:
<li>Остановить мутатор, чтобы избежать гонок</li>
<li>Покрасить весь rootset в чёрный</li>
<li>Взвести SATB/IU-барьеры в готовность</li>
</ol>
<ol>Final Mark:
<li>Остановить мутатор, чтобы избежать гонок</li>
<li>Слить остатки из SATB/IU-очередей</li>
<li>Доделать из остатков и изменений в rootset</li>
</ol>
</section>
<section>
<h3>Маркировка: наблюдения</h3>
<ol><li>Хорошо сделанный STW GC побьет хорошо сделанный concurrent GC
по чистой пропускной способности</li>
<li>Разные GC по-разному будут влиять на приложение, даже если самих
сборок не происходит.</li>
</ol>
</section>
<section>
<h3>Алгоритмы «сборки мусора»</h3>
<ul style="list-style:none;">Mark-Sweep
<li>Фаза 1 – маркировка достижимых объектов</li>
<li>Фаза 2 – «вычистка» мусора</li>
</ul>
<ul style="list-style:none;">Copy collector (сборка копированием)
<li>Использует две области памяти, но выполняется в один проход</li>
</ul>
<ul style="list-style:none;">Mark-Sweep-Compact
<li>Mark-Sweep +перемещение живых объектов</li>
</ul>
<img src="img/jmmgc/slaid64.jpg">
</section>
<section>
<h3>Stop & Copy </h3>
<ul style="list-style:none;">Copy
<li>Живые объекты копируются в неактивную область памяти</li>
<li>Неактивная область становится активной (и наоборот)</li>
<li>Требует дополнительной памяти</li>
<li>Время зависит от живых объектов</li>
<li>Быстрая аллокация</li>
<li>“Сдвиг указателя”</li>
</ul>
<img src="img/jmmgc/slaid65.jpg">
</section>
<section>
<h3>Mark & Sweep</h3>
<ul style="width: 50%; float: left;"><li><b>Mark</b><br>
Помечаются все живые объекты</li>
<li><b>Sweep</b><br>
Помечается неиспользуемое место</li>
<li>Возможен в фоновом режиме<br>
Очень низкая скорость сборки</li>
<li>Фрагментация памяти</li>
<li>Медленная аллокация <br>
Списки свободной памяти</li>
</ul>
<img style="height: 11em; float: left;" src="img/jmmgc/slaid66.jpg">
</section>
<section>
<h3>Mark Sweep Compact</h3>
<ol><li>Mark<br>
Помечаются живые объекты</li>
<li>Sweep<br>
Помечаются мертвые объекты</li>
<li>Compact<br>
Живые объекты переносятся в
свободную область</li>
<li>Быстрая аллокация памяти<br>
“Сдвиг указателя”</li>
<li>Низкая скорость сборки</li>
</ol>
<img src="img/jmmgc/slaid67.jpg">
</section>
<section>
<h3>Сборка мусора с поколениями</h3>
<div style="float:left; width: 50%">
<p>❖ Слабая гипотеза о поколениях основана на 2 наблюдениях<br>
➢ Большинство объектов умирают молодыми<br>
➢ Мало ссылок из старых объектов на молодые<br>
❖ Вся память разбита на поколения<br>
➢ Обычно 2 поколения – молодое и старшее<br>
➢ Молодое поколение собирается отдельно<br>
➢ Пережившие несколько сборок объекты переходят
из молодого поколения в старшее<br>
➢ Используется всеми сборщиками в HotSpot VM
</p></div>
<img style="float:left; width: 50%" src="img/jmmgc/slaid68.jpg">
</section>
<section data-transition="fade-out">
<h3>Сборка мусора с поколениями</h3>
<img style="height: 11em;" src="img/jmmgc/slaid69.jpg">
</section>
<section data-transition="fade">
<h3>Структура молодого поколения</h3>
<img style="height: 11em;" src="img/jmmgc/slaid70.jpg">
</section>
<section data-transition="fade">
<h3>Структура молодого поколения</h3>
<img style="height: 11em;" src="img/jmmgc/slaid71.jpg">
</section>
<section data-transition="fade-in slide-out">
<h3>Структура молодого поколения</h3>
<img style="height: 11em;" src="img/jmmgc/slaid72.jpg">
</section>
<section>
<h3>Виды сборок </h3>
<ul>
<li>Serial GC/Последовательная сборка<br>
➢ В одном потоке , в режиме паузы</li>
<li>Parallel GC/Параллельная сборка<br>
➢ В нескольких потоках одновременно, в режиме паузы</li>
<li>Concurrent GC/Фоновая сборка<br>
➢ Одновременно с приложением в другом потоке</li>
<li>Incremental GC/Инкрементальная сборка<br>
➢ Чередуется с приложением, не требуя длительных пауз</li>
</ul>
</section>
<section>
<h3>Serial GC: Принцип работы</h3>
<ul><span style="font-size: 0.5em;">Heap</span>
<li>Младшее поколение:<br>
➢ Eden, Survivor 0 и Survivor 1</li>
<li>Старшее поколение:<br>
➢ Tenured</li>
<li>Среднестатистический объект начинает свою жизнь в регионе Eden</li>
</ul>
<img src="img/jmmgc/slaid74.jpg">
<p>
Последовательная сборка молодого и старого поколений
</p>
</section>
<section>
<h3>Serial GC: Принцип работы</h3>
<img style="height: 10em;" src="img/jmmgc/slaid75.jpg">
<p>Как только места для вновь создаваемого объекта в Eden нет,
запускается малая сборка мусора.
</p>
</section>
<section>
<h3>Serial GC: Принцип работы</h3>
<img style="height: 10em;" src="img/jmmgc/slaid76.jpg">
<p>Как только места для вновь создаваемого объекта в Eden нет,
JVM снова попытается провести малую сборку.
</p>
</section>
<section>
<h3>Serial GC: Принцип работы</h3>
<img style="height: 10em;" src="img/jmmgc/slaid77.jpg">
<p>
Пока места в регионах Survivor достаточно, все идет хорошо.
</p>
</section>
<section>
<h3>Serial GC: Принцип работы</h3>
<p>JVM постоянно следит за тем, как долго объекты перемещаются между
Survivor 0 и Survivor 1.
</p>
<img style="height: 10em;" src="img/jmmgc/slaid78.jpg">
<p>
Если регион Survivor оказывается заполненным,
то объекты из него отправляются в Tenured.
</p>
</section>
<section>
<h3>Serial GC: Принцип работы</h3>
<img src="img/jmmgc/slaid79.jpg">
<p>В случае, когда места для новых объектов не хватает уже в Tenured, в дело
вступает полная сборка мусора, работающая с объектами из обоих поколений.
</p>
</section>
<section>
<h3>Serial GC: Принцип работы</h3>
<p>В разделе Eden создается среднестатистический объект, а не любой
</p>
<p>Объекты-акселераты<br>
Бывают еще объекты-акселераты, размер которых настолько велик, что
создавать их в Eden, а потом таскать за собой по Survivor’ам слишком
накладно. В этом случае они размещаются сразу в Tenured.
</p>
<img src="img/jmmgc/slaid80.jpg">
</section>
<section>
<h3>Serial GC: Принцип работы</h3>
<p>❖По умолчанию младшее поколение занимает одну треть всей кучи, а старшее,
соответственно, две трети.<br>
❖При этом каждый регион Survivor занимает одну десятую младшего поколения, то
есть Eden занимает восемь десятых.
</p>
<img src="img/jmmgc/slaid81.jpg">
<p>
В итоге пропорции регионов по умолчанию выглядят так.
</p>
</section>
<section>
<h3>Serial GC: Принцип работы</h3>
<p>А что же происходит, если даже после выделения
максимального объема памяти и ее полной чистки, места для
новых объектов так и не находится?
</p>
</section>
<section>
<h3>Serial GC: Принцип работы</h3>
<p>
❖ В этом случае мы ожидаемо получаем java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
и приложение прекращает работу, оставляя нам на память свою кучу в виде файла
для анализа.<br>
❖Технически, это происходит в случае, если работа сборщика начинает занимать не
менее 98% времени и при этом сборки мусора освобождают не более 2% памяти.
</p>
<img src="img/jmmgc/slaid83.jpg">
</section>
<section>
<h3>Serial GC: ситуации с STW</h3>
<p>❖С этим сборщиком все достаточно просто, так как вся его работа — это один
сплошной STW.<br>
❖В начале каждой сборки мусора работа основных потоков приложения
останавливается и возобновляется только после окончания сборки.
</p>
<img src="img/jmmgc/slaid84.jpg">
</section>
<section>
<h3>Serial GC: Достоинства и недостатки</h3>
<p><strong>+</strong> Непритязателен по части ресурсов компьютера<br>
<strong>+</strong> Так как всю работу он выполняет последовательно в одном потоке, никаких заметных
оверхедов и негативных побочных эффектов у него нет.<br>
<strong>‒</strong> Долгие паузы на сборку мусора при заметных объемах данных.<br>
<stropng>‒</stropng> Все настройки Serial GC крутятся вокруг размеров различных регионов кучи
</p>
<img src="img/jmmgc/slaid85.jpg">
</section>
<section>
<h3>Serial GC: Вывод</h3>
<p>
Если приложению не требуется большой размер кучи для работы (Oracle
указывает условную границу 100 МБ), оно не очень чувствительно к коротким
остановкам и ему для работы доступно только одно ядро процессора, то можно
приглядеться к этому варианту. В противном случае можно поискать вариант
по-лучше.
</p>
</section>
<section>
<h3>Parallel GC: Принцип работы</h3>
<p>Parallel GC (параллельный сборщик) развивает идеи,
заложенные последовательным сборщиком, добавляя в них параллелизм и
немного интеллекта.
</p>
<img src="img/jmmgc/slaid87.jpg">
</section>
<section>
<h3>Parallel GC: Принцип работы</h3>
<p>Принципиальные отличия от Serial GC<Br>
❖ Сборкой мусора занимаются несколько потоков параллельно.<br>
❖ Данный сборщик может самостоятельно подстраиваться под требуемые
параметры производительности.
</p>
<img src="img/jmmgc/slaid88.jpg">
<p>При подключении параллельного сборщика используются те же самые подходы к
организации кучи, что и в случае с Serial GC
</p>
</section>
<section>
<h3>Parallel GC: Принцип работы</h3>
<p>❖ По умолчанию и малая и полная сборка задействуют многопоточность.<br>
❖ Малая пользуется ею при переносе объектов в старшее поколение, а полная —
при уплотнении данных в старшем поколении
</p>
<img src="img/jmmgc/slaid89.jpg">
</section>
<section>
<h3>Parallel GC: Принцип работы</h3>
<p>
В случае, если вы задали слишком жесткие требования, которые сборщик не может
выполнить, он будет ориентироваться на следующие приоритеты (в порядке убывания
важности):<br>
● Снижение максимальной паузы.<br>
● Повышение пропускной способности.<br>
● Минимизация используемой памяти.
</p>
</section>
<section>
<h3>Parallel GC: ситуации с STW</h3>
<p>❖Как и в случае с последовательным сборщиком, на время операций по очистке
памяти все основные потоки приложения останавливаются.<br>
❖Разница только в том, что пауза, как правило, короче за счет выполнения части