Downloaded 15 times
![Размер строки Пусть класс строки содержит следующие поля: private final char value[]; private final int offset; private final int count; private int hash; Тогда ее размер для 32х процессора считается так:
new String() Заголовок: 8 байт Поля int: 4 байта * 3 == 12 байт Ссылочная переменная на объект массива: 4 байта Итого: 24 байта new char[1] Заголовок: 8 байт + 4 байта на длину массива == 12 байт Примитивы char: 2 байта * 1 == 2 байта Выравнивание для кратности 8 : 2 байта Итого: 16 байта Итого, new String("a") == 40 байт 11](https://image.slidesharecdn.com/javamemory-171205232407/75/Java-Garbage-Collector-11-2048.jpg)
![Разберем, в какую область памяти что когда записывается public static void main(String[] args) { // строка 1 int i=1; // строка 2 Object object = new Object(); // строка 3 Memory memory = new Memory(); // строка 4 memory.exMethod(object); // строка 5 } // строка 9 private void exMethod(Object param) { // строка 6 String string = param.toString(); // строка 7 System.out.println(string ); } // строка 8](https://image.slidesharecdn.com/javamemory-171205232407/75/Java-Garbage-Collector-24-2048.jpg)
Uploaded byOlexandra Dmytrenko
Память в Java. Garbage Collector
Документ обсуждает управление памятью в Java, включая размещение простых и сложных типов, функционирование сборщика мусора, а также особенности взаимодействия JVM с аппаратным обеспечением. Описаны различные области памяти, такие как куча и стек, а также как они влияют на производительность и поведение программ. Кроме того, документ затрагивает проблемы многопоточности и оптимизацию кода, а также инструменты для анализа утечек памяти.
Память в Java. Garbage Collector
- 1. Память в Java. Garbagecollector для JuJa автор: Александра Дмитренко
- 2. Поговорим о том, 1.Сколько места и на что простые типы и объекты тратят, и в чем сложность их хранения. 2. Как в памяти JVM хранится программа. 3. Как работает сборщик мусора. 4. Увидим VirtualVM, как смотреть на занятость памяти.
- 3. Модель памяти языкапрограммирования Это баланс между удобностью использования языка программирования (ЯП) и железяками, на которых ЯП должен работать. 3
- 4. План размышлений 1. Чтохотим положить (ведь Java полна разных сущностей) 2. Куда надо класть (структура памяти в разных процессорах и операционках разная) 4
- 5. Как простые типыв Java ложатся на процессор Пример: int -> 232 / 2 = 2147483648 5
- 6. Как считать единичкии нолики в разрядной сетке Значения в разрядной сетке - метки, необходимо ли считать степень 2. Прочитаем с конца: 20 + 21 + 22 + 23 + 24 + 25 + 26 = 1 + 8 + 32 + 64 = 105 Красные - лишние для подсчета числа, ведь в разрядной сетке стоят нули. Максимально можем закодировать число: 27 - 1 = 128 - 1 = 127 6
- 7. Вопросы 1. Число какогопростого типа данных только что было закодированное? (127) 2. Какое максимальное число можно закодировать в 16ти разрядах? 3.* Как записать 64 битный long на 32 битной ОС? 7
- 8. Последствие записи сущностей, превышающихразрядную сетку Нарушение атомарности: запись будет производиться в 2 захода. Чем чревато: При многопоточности в момент записи значение может быть как не старым, так и не новым. Решение: volatile long, volatile double - обеспечивает, чтоб другой поток не читал изменения, пока первый их не закончит. Минус: платим производительностью. Атомарное чтение, а тем более synchronized блок будут работать медленнее. Вопрос: надо ли писать volatile long в программе для 64 битого процессора? 8
- 9. Почему Java не полностьюООП язык? В Java все объекты кроме примитивов и ссылок на объекты 9
- 10. Сколько места занимают объектыв Java Объект состоит из • заголовка (2 маш. слова: 8 байт для 32х и 16 для 64х разрядной сетки + 4 байта на длину массива) • простых типов • ссылочных типов - объектов • смещения для выравнивания к машинному слову 10
- 11. Размер строки Пусть классстроки содержит следующие поля: private final char value[]; private final int offset; private final int count; private int hash; Тогда ее размер для 32х процессора считается так: new String() Заголовок: 8 байт Поля int: 4 байта * 3 == 12 байт Ссылочная переменная на объект массива: 4 байта Итого: 24 байта new char[1] Заголовок: 8 байт + 4 байта на длину массива == 12 байт Примитивы char: 2 байта * 1 == 2 байта Выравнивание для кратности 8 : 2 байта Итого: 16 байта Итого, new String("a") == 40 байт 11
- 12. Вопрос Сколько места будетзанимать строка из 2х символов? new String("ab") Ответ: 40 байт, столько же, сколько и от одного. Объяснение: один символ вместится в память, потраченную на выравнивание к длине маш. слова. 12
- 13. Ситуация в С++ Длясовместимости 64-битная система Windows поддерживает исполнение 32-битных программ, которые работают в режиме модели данных ILP32LL. В коде программ необходимо учитывать разрядность используемых данных. 13
- 14.
- 15. Каждому потоку по… Илистек и компоненты 1. Стек с его настройками и последовательностью действий (LIFO) 2. Простые типы 3. Ссылки на объекты
- 16. Действия класса идутв стек public class SimpleClass { public void sayHello() { System.out.println("Hello"); } }
- 17. Работа стека склассом Команды стека: aoland: Загружает ссылку на объект в стек операндов. invokespecial: вызов метода инициализации, приватного метода и метода суперкласса объекта.
- 18. getstatic - запушить статическуюпеременную из run time constant pool в operand stack. ldc - запушить константу в operand stack. invokevirtual - вызов метода, базирующегося на классе объекта
- 19. Потоки делят 1. Heap- хранит все объекты и массивы: Young (Eden, Survivor spaces), Old и Tenured Space 2. Non-Heap: Permanent Generations(используемые классы, методы), Method Area, String Pool ( interned strings), Code Cache (native code compiled methods by JIT - Just in Time Compilation) Method Area: Classloader Reference, Run Time Constant Pool, Field data, Method Data, Method code (byte code) and its exceptions
- 20. Eden Space (heap) •Память под все создаваемые из программы объекты. • Живут недолго (итераторы, объекты методов). • GC выполняет быструю (minor collection) сборку мусора, которая удаляет почти все и часть перемещает в область выживших объектов.
- 21. Survivor и TenuredSpace (heap) Survivor Space – содержит объекты, пережившие Eden. Время от времени долгоживущие объекты перемещаются в Tenured Space. Tenured (Old) Generation (heap) - долгоживущие объекты (крупные высокоуровневые объекты, синглтоны, менеджеры ресурсов и проч.). Когда заполняется эта область, выполняется полная сборка мусора (full, major collection), которая обрабатывает все созданные JVM объекты.
- 22. Структура памяти = Heap+ Non-Heap 22
- 23. Подсумируем самое главноепро память
- 24. Разберем, в какуюобласть памяти что когда записывается public static void main(String[] args) { // строка 1 int i=1; // строка 2 Object object = new Object(); // строка 3 Memory memory = new Memory(); // строка 4 memory.exMethod(object); // строка 5 } // строка 9 private void exMethod(Object param) { // строка 6 String string = param.toString(); // строка 7 System.out.println(string ); } // строка 8
- 25. Последовательность выполнения программы 1. Всенеобходимые для запуска программы классы загружаются в память. 2. Команды-действия-строки записываются в стек в порядке выполнения. 3. В строке 2 создается int’овая переменная, которая хранится в памяти стека метода main(). 4. В куче создается объект в строке 3. Стековая память содержит ссылку на него. Точно такой же процесс происходит, когда мы создаем объект Memory в строке 4.
- 26. Как выглядит выполнение Javaпрограммы 5. В строке 5 под метод exMethod() создается блок (frame) на вершине стека. В Java объекты передаются по значению ссылки, а примитивы по значению, в строке 6 не будет создана новая ссылка на объект, созданный в строке 3. 6. Строка, созданная в строке 7, отправляется в Пул строк (String Pool). На эту строку также создается ссылка в стековой памяти метода exMethod(). 7. Метод exMethod()завершается на строке 8, поэтому блок стековой памяти для этого метода становится свободным. 8. В строке 9 метод main() завершается, поэтому стековая память для метода main() будет уничтожена. Также программа заканчивается в этой строке, следовательно, Java Runtime освобождает всю память и завершает программу.
- 27. Стек хранит последовательность Куча- объекты
- 28. GC. CopyCollection Просматривает неиспользуемые объекты. Выжившие отправляетв Survivor. Хорош, когда много мусора и мало полезных объектов
- 29. GC.Mark-Sweep-Compact Collection 1) «Mark»:помечаются неиспользуемые объекты (красные). 2) «Sweep»: эти объекты удаляются из памяти. Обратите внимание на пустые слоты на диаграмме. 3) «Compact»: объекты размещаются, занимая свободные слоты, что освобождает пространство на тот случай, если потребуется создать «большой» объект.
- 30. О стиле написаниякода • При частом использовании JVM делает Hot Spots для методов в Method Area и не удаляет их, если они уже якобы не нужны. «Часто» начинается с 10 000 вызовов. Работает только для методов, у которых менее 35 строк. • Constant folding - разворачивание объекта в простые типы: Point<x,y> -> int x, int y. Делается для упрощения вычислений.
- 31. Как посмотреть, естьли утечки в вашей программе • В Java 6+ есть инструмент VisualVM для визуализации, что происходить с JVM во время ее работы. • Запустить: в консоли набрать jvisualvm Путь к программе: Path_to_Java/bin/jvisualvm
- 32.
- 33. Маленькая но грозная програмка @Test publicvoid eternalCycle() { String a = "Very long string"; int j = 1; while (true) { int i = j + 1; a = a + i; j = i; } }
- 34. Как можно получить OutOfMemoryError? Вклассе AbstractStringBuilder есть метод, который выделяет память под новый массив символов в String void expandCapacity(int minimumCapacity) { int newCapacity = value.length * 2 + 2; if (newCapacity - minimumCapacity < 0) newCapacity = minimumCapacity; if (newCapacity < 0) { if (minimumCapacity < 0) // overflow throw new OutOfMemoryError(); newCapacity = Integer.MAX_VALUE; } value = Arrays.copyOf(value, newCapacity); }
- 35.
- 36.
- 37.
- 38.
- 39. А теперь будем прибавлятьстроки @Test public void eternalCycleWithMyString(){ MyString string = new MyString("My very long string"); while (true){ string.setMyString(string.getMyString() + string.getMyString()); } } public class MyString { private String myString; public MyString(String myString) { this.myString = myString; } public String getMyString() { return myString; } public void setMyString(String myString) { this.myString = myString; } }
- 40. Как выглядит java.lang.OutOfMemoryError:Java heap space
- 41.
- 42. Подождем еще чуток.На 25 минуте почистила GC
- 43. Увеличим размер хипадо … 6 гигов Добавим в VM options -Xmx6g 43 Количество итераций 1 ГБ - 24 6 ГБ - 26
- 44. Дебаг-пауза и последниевздохи перед OOM Error в GC
- 45. Отчет GC "GC taskthread#5 (ParallelGC)" os_prio=31 tid=0x00007fd78b803800 nid=0x2f03 runnable "GC task thread#6 (ParallelGC)" os_prio=31 tid=0x00007fd78c004800 nid=0x3103 runnable "GC task thread#7 (ParallelGC)" os_prio=31 tid=0x00007fd78c005000 nid=0x3303 runnable "VM Periodic Task Thread" os_prio=31 tid=0x00007fd78d03f000 nid=0x5b03 waiting on condition JNI global references: 2452 Heap PSYoungGen total 337920K, used 0K [0x00000007aab00000, 0x00000007bff00000, 0x00000007c0000000) eden space 327168K, 0% used [0x00000007aab00000,0x00000007aab00000,0x00000007bea80000) from space 10752K, 0% used [0x00000007bea80000,0x00000007bea80000,0x00000007bf500000) to space 10240K, 0% used [0x00000007bf500000,0x00000007bf500000,0x00000007bff00000) ParOldGen total 699392K, used 623359K [0x0000000780000000, 0x00000007aab00000, 0x00000007aab00000) object space 699392K, 89% used [0x0000000780000000,0x00000007a60bfed8,0x00000007aab00000) Metaspace used 4756K, capacity 5152K, committed 5248K, reserved 1056768K class space used 551K, capacity 592K, committed 640K, reserved 1048576K
- 46. Вопрос Что будет стаким кодом? @Test public void eternalCycleWithObject() { MyString a = new MyString("Very long string"); int j = 1; while (true) { int i = j + 1; a.setMyString(a.getMyString() + i); j = i; } }
- 47.
- 48. В хип дампеможно искать причину всех бед
- 49.
- 50. Выводы • Стек -последовательность выполнения программы, примитивы и ссылки на объекты, принадлежит потоку • Хип или куча - объекты и массивы • Нон-хип - методы, конструкторы и их код, поля + пул стрингов 50
- 51. Ресурсы • http://www.myshared.ru/slide/1296962/ -расчет чисел в разрядной сетке • https://habrahabr.ru/post/134102/ - сколько места занимают объекты • https://github.com/matlux/work-kit/tree/master/articles/java - шпаргалка по всему и не только Java • http://javadevblog.com/chto-takoe-heap-i-stack-pamyat-v-java.html - последовательность работы программы в памяти • http://blog.jamesdbloom.com/JVMInternals.html - о структуре памяти • https://habrahabr.ru/post/84165/ - структура хипа 51
- 52. GC • https://habrahabr.ru/post/112676/ • https://www.ibm.com/developerworks/java/library/j- jtp01274/ •https://www.ibm.com/developerworks/java/library/j- jtp11253/ • https://www.ibm.com/developerworks/java/library/j- jtp10283/