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JVM ガベージコレクションメカニズムの 5 つの形式: 詳細な解釈と比較

王林

リリース： 2024-02-23 09:00:05

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JVM ガベージコレクションメカニズムの 5 つの形式: 詳細な解釈と比較

要約: JVM ガベージコレクション (ガベージコレクション、GC と呼ばれる) は、コア機能の 1 つです。 Java 言語 One の理由は、プログラムの実行中に使用されなくなったメモリを効果的に解放できるからです。この記事では、JVM ガベージコレクションメカニズムの 5 つの形式を詳細に説明し、それらの長所と短所を比較します。同時に、読者がこれらのガベージコレクションメカニズムをよりよく理解できるように、具体的なコード例も提供します。

1. はじめに
JVM は Java Virtual Machine の略称で、Java プログラムの実行環境です。 Java プログラムでは、オブジェクトがメモリ内に作成されると、そのオブジェクトが占有しているメモリ空間を再利用するために、対応するメカニズムが必要になります。これはガベージコレクションのタスクです。

2. マークスイープアルゴリズム (マークスイープ)
マークスイープアルゴリズムは、最も初期の最も基本的なガベージコレクションアルゴリズムの 1 つです。その原理は単純です。まず、ルートノードから開始して、到達可能なすべてのオブジェクトがマークされ、その後、マークされていないオブジェクトがクリアされます。

サンプルコード:

public class MarkSweep {
    private boolean marked;
    
    public void setMarked(boolean marked) {
        this.marked = marked;
    }
    
    public boolean isMarked() {
        return marked;
    }
}

public class GC {
    public static void main(String[] args) {
        MarkSweep object1 = new MarkSweep();
        MarkSweep object2 = new MarkSweep();
        
        object1.setMarked(true);
        
        System.gc(); // 垃圾回收
        
        if (object1.isMarked()) {
            System.out.println("object1 is reachable");
        } else {
            System.out.println("object1 is garbage");
        }
        
        if (object2.isMarked()) {
            System.out.println("object2 is reachable");
        } else {
            System.out.println("object2 is garbage");
        }
    }
}

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3. コピーアルゴリズム (コピー)
コピーアルゴリズムは、ガベージコレクションの問題を解決するために別の戦略を使用します。利用可能なメモリを 2 つのブロックに分割し、一度に 1 つのブロックのみを使用します。メモリの一部が使い果たされると、残っているオブジェクトを別のメモリにコピーし、現在のメモリ内のすべてのオブジェクトをクリアします。

サンプルコード:

public class Copying {
    private boolean marked;
    
    public void setMarked(boolean marked) {
        this.marked = marked;
    }
    
    public boolean isMarked() {
        return marked;
    }
}

public class GC {
    public static void main(String[] args) {
        Copying object1 = new Copying();
        Copying object2 = new Copying();
        
        object1.setMarked(true);
        
        System.gc(); // 垃圾回收
        
        if (object1.isMarked()) {
            System.out.println("object1 is reachable");
        } else {
            System.out.println("object1 is garbage");
        }
        
        if (object2.isMarked()) {
            System.out.println("object2 is reachable");
        } else {
            System.out.println("object2 is garbage");
        }
    }
}

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4. マーク圧縮アルゴリズム (Mark-Compact)
マーク圧縮アルゴリズムは、マークスイープアルゴリズムとコピーを組み合わせたガベージコレクションアルゴリズムです。アルゴリズムです。最初に生きているオブジェクトにマークを付け、次にそれらを一方の端に移動し、次に他のオブジェクトを消去します。

サンプルコード:

public class MarkCompact {
    private boolean marked;
    
    public void setMarked(boolean marked) {
        this.marked = marked;
    }
    
    public boolean isMarked() {
        return marked;
    }
}

public class GC {
    public static void main(String[] args) {
        MarkCompact object1 = new MarkCompact();
        MarkCompact object2 = new MarkCompact();
        
        object1.setMarked(true);
        
        System.gc(); // 垃圾回收
        
        if (object1.isMarked()) {
            System.out.println("object1 is reachable");
        } else {
            System.out.println("object1 is garbage");
        }
        
        if (object2.isMarked()) {
            System.out.println("object2 is reachable");
        } else {
            System.out.println("object2 is garbage");
        }
    }
}

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5. 世代別リサイクルアルゴリズム (世代別)
世代別リサイクルアルゴリズムでは、よりターゲットを絞った戦略を使用して、オブジェクトのライフサイクルに従ってメモリを割り当てます。異なる世代。通常、新しく作成されたオブジェクトは新しい世代に割り当てられ、複数の GC を経ても生き残ったオブジェクトは古い世代に移動されます。

サンプルコード:

public class Generational {
    private boolean marked;
    
    public void setMarked(boolean marked) {
        this.marked = marked;
    }
    
    public boolean isMarked() {
        return marked;
    }
}

public class GC {
    public static void main(String[] args) {
        Generational object1 = new Generational();
        Generational object2 = new Generational();
        
        object1.setMarked(true);
        
        System.gc(); // 垃圾回收
        
        if (object1.isMarked()) {
            System.out.println("object1 is reachable");
        } else {
            System.out.println("object1 is garbage");
        }
        
        if (object2.isMarked()) {
            System.out.println("object2 is reachable");
        } else {
            System.out.println("object2 is garbage");
        }
    }
}

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6. 評価と比較

マーククリアアルゴリズムは最も基本的なアルゴリズムですが、効率が低く、メモリの断片化が発生します。
コピーアルゴリズムはシンプルで効率的ですが、メモリ領域の半分しか利用できません。
マーク - 圧縮アルゴリズムは、最初の 2 つのアルゴリズムの利点を組み合わせていますが、移動オブジェクトが必要であり、効率が若干劣ります。
世代別リサイクルアルゴリズムは、オブジェクトのライフサイクルに従って世代を分割するため、よりターゲットを絞ったリサイクルを実現できますが、システムの複雑さが増加します。
さまざまなガベージコレクションアルゴリズムがさまざまなアプリケーションシナリオに適しており、適切なアルゴリズムを選択することが非常に重要です。

結論:
JVM ガベージコレクションメカニズムには 5 つの形式があり、それぞれに独自の長所と短所があります。適切なリサイクルアルゴリズムを選択するには、特定のアプリケーションシナリオと要件に基づいたトレードオフが必要です。この記事では、読者がこれらのガベージコレクションメカニズムをよりよく理解し、適用できるようにするために、詳細な説明とコード例を提供します。

以上がJVM ガベージコレクションメカニズムの 5 つの形式: 詳細な解釈と比較の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。