Bagaimana pengumpulan sampah berfungsi di java?

Koleksi Sampah Java (GC) adalah mekanisme yang secara automatik menguruskan ingatan, yang mengurangkan risiko kebocoran ingatan dengan menuntut semula objek yang tidak dapat dicapai. 1. GC menghakimi kebolehcapaian objek dari objek akar (seperti pembolehubah stack, benang aktif, medan statik, dan lain -lain), dan objek yang tidak dapat dicapai ditandakan sebagai sampah. 2. Berdasarkan algoritma penandaan tanda, tandakan semua objek yang dapat dicapai dan objek yang tidak ditandai. 3. Mengamalkan Strategi Koleksi Generasi: Generasi Baru (Eden, S0, S1) sering melaksanakan GC kecil; Orang tua melakukan kurang tetapi mengambil masa yang lebih lama; Metaspace Stores Class Metadata. 4. JVM menyediakan pelbagai peranti GC: Serial GC sesuai untuk aplikasi kecil; GC selari meningkatkan throughput; CMS mengurangkan masa jeda (Java 14 ditinggalkan); G1 GC sesuai untuk timbunan besar dan mengawal masa jeda; ZGC dan Shenandoah menyokong tumpukan besar dan masa jeda yang sangat singkat. 5. Keadaan pencetus GC termasuk kawasan Eden penuh, kegagalan promosi atau sistem.gc () panggilan (untuk cadangan sahaja). 6. Kaedah akhir () telah ditolak, dan jenis rujukan seperti kelemahan boleh mengawal kitaran hayat objek dengan baik. Singkatnya, Java GC menguruskan memori dengan mengitar semula objek secara automatik yang tidak lagi dirujuk, dan pemaju tidak perlu melepaskannya secara manual. Memahami mekanisme GC membantu mengoptimumkan prestasi dan menyelesaikan masalah.

Koleksi Sampah (GC) di Java adalah proses automatik untuk menuntut semula memori dengan memusnahkan objek yang tidak digunakan atau tidak dapat dicapai. Ia membantu pemaju menguruskan ingatan tanpa memperuntukkan dan menangani masalahnya secara manual, mengurangkan risiko kebocoran ingatan dan mata yang menggantung.

Koleksi sampah Java berfungsi terutamanya di timbunan , di mana semua objek disimpan. JVM (Java Virtual Machine) menggunakan pemungut sampah untuk mengenal pasti dan mengeluarkan objek yang tidak lagi dapat dicapai dari mana -mana benang hidup atau rujukan statik.

Inilah cara ia berfungsi dalam amalan:

1. Objek dapat dicapai dan set akar

Koleksi sampah bermula dengan menentukan objek mana yang masih boleh dicapai . Objek dianggap dapat dicapai jika dapat diakses melalui rantai rujukan bermula dari objek akar , seperti:

• Pembolehubah tempatan dalam bingkai timbunan benang aktif
• Benang Java aktif
• Medan statik
• JNI (Java Native Interface) Rujukan

Jika objek tidak dapat dicapai dari mana -mana akar ini, ia dianggap sampah dan layak untuk pengumpulan.

2. Algoritma Mark-and-Sweep (asas konseptual)

Kebanyakan algoritma GC didasarkan pada pendekatan tanda-dan-sapu :

• Tanda fasa : GC melintasi semua objek yang boleh dicapai bermula dari set akar dan menandakannya sebagai "hidup."
• Fasa Sweep : GC mengimbas memori timbunan dan menuntut semula dari objek yang tidak ditandai (iaitu, tidak dapat dicapai).

Kaedah asas ini mengelakkan memadam objek yang masih digunakan.

3. Koleksi Sampah Umum

Tumpukan Java dibahagikan kepada generasi berdasarkan pemerhatian seumur hidup objek (kebanyakan objek mati muda):

• Generasi Muda : Di mana objek baru dicipta.
  • Dibahagikan kepada: ruang Eden dan dua ruang yang selamat (S0 dan S1).
  • GC kecil berlaku di sini dengan kerap.
• Generasi lama (tenured) : Memegang objek lama yang telah terselamat daripada pelbagai kitaran GC.
  • GC utama atau GC penuh berjalan di sini kurang kerap tetapi mengambil masa yang lebih lama.
• Metaspace (diganti permgen dalam java 8): Kedai metadata kelas, bukan objek biasa.

Apabila objek bertahan beberapa kitaran koleksi sampah dalam generasi muda, ia akan dinaikkan pangkat ke generasi lama.

4. Jenis pengumpul sampah di JVM

Java menyediakan pelaksanaan GC yang berbeza yang dioptimumkan untuk pelbagai kes penggunaan:

• Serial GC : Pemungut mudah, tunggal yang dibaca. Terbaik untuk aplikasi kecil.
• Paralel GC (pemungut melalui) : Menggunakan pelbagai benang untuk koleksi kecil dan utama. Baik untuk memaksimumkan throughput.
• CMS (Mark-Sweep serentak) : Meminimumkan masa jeda dengan melakukan sebahagian besar kerjanya secara serentak (ditutup seperti Java 14).
• G1 GC (sampah-pertama) : Direka untuk timbunan besar dengan masa jeda yang boleh diramal. Membahagikan timbunan ke kawasan dan mengutamakan koleksi dari kawasan dengan sampah yang paling banyak.
• ZGC (pengumpul sampah z) : Pemungut latency rendah berskala yang boleh mengendalikan timbunan yang sangat besar (terabytes) dengan masa jeda di bawah 10ms.
• Shenandoah : Satu lagi pemungut pause rendah yang melakukan pemadatan serentak.

5. Bagaimana GC dicetuskan

Koleksi sampah dicetuskan secara automatik apabila:

• Ruang Eden mengisi (mencetuskan GC kecil).
• Promosi dari generasi muda ke generasi lama gagal kerana kekurangan ruang (mencetuskan GC utama).
• Panggilan aplikasi System.gc() (petunjuk sahaja - tidak dijamin untuk dijalankan).

Nota: Panggilan System.gc() tidak memaksa GC; Ia hanya menunjukkan bahawa JVM mempertimbangkan untuk menjalankannya.

6. Penyempurnaan dan rujukan lemah

• Objek dengan pemula ( finalize() kaedah) boleh melambatkan pengumpulan, kerana ia beratur untuk pemuktrosesan sebelum ditebus semula (kaedah ini ditutup sejak Java 9).
• Java juga menyokong jenis rujukan seperti WeakReference , SoftReference , dan PhantomReference yang membolehkan kawalan halus ke atas kitaran hayat objek dan tingkah laku GC.

Ringkasnya, Koleksi Sampah Java mengautomasikan pengurusan memori dengan mengesan kebolehpercayaan objek dan menuntut semula memori yang tidak digunakan, menggunakan strategi generasi dan pelbagai algoritma GC untuk mengimbangi throughput, latency, dan skalabilitas. Anda tidak perlu memori percuma secara manual, tetapi memahami GC membantu menulis kod yang cekap dan menyelesaikan masalah prestasi.

Pada asasnya, jika anda berhenti merujuk objek, GC akhirnya akan membersihkannya - apabila ia memutuskan ia adalah masa yang tepat.

Atas ialah kandungan terperinci Bagaimana pengumpulan sampah berfungsi di java?. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!