Java 仮想マシンのガベージ コレクション メカニズムの原則とベスト プラクティス

Java 仮想マシンのガベージ コレクション メカニズムは、参照カウンター、ルート オブジェクト、到達可能性分析を通じて参照されなくなったメモリを解放します。 JVM は、シリアル GC、パラレル GC、同時 GC などのさまざまな GC アルゴリズムを提供します。ベスト プラクティスには、オブジェクト作成の最適化、参照管理、メモリ リークの回避、GC アクティビティの監視、GC パラメーターの調整が含まれます。実際の例では、ガベージ コレクション プロセスが不要なオブジェクトを解放して、使用可能なメモリを増やす方法を示しています。

Java 仮想マシンのガベージ コレクション メカニズムの原則とベスト プラクティス

ガベージ コレクションの基本

ガベージ コレクション (GC) は、受信したガベージを自動的に解放できる Java 仮想マシン (JVM) の重要な機能です。 . 参照されるオブジェクトによって占有されるメモリ。 GC メカニズムには、次の基本コンポーネントが含まれています:

• Reference Counter: 各オブジェクトの参照カウントを追跡します。参照カウントが 0 の場合、オブジェクトは参照されなくなり、収集できることを意味します。
• ルートオブジェクト: 収集可能としてマークできないオブジェクトには、通常、現在のスタックの最上位にある変数とクラスレベルの静的変数が含まれます。
• 到達可能性分析: ルートオブジェクトから開始して、参照チェーンに沿ってアクセス可能なオブジェクトを「アクティブオブジェクト」としてマークします。他のアクセスできないオブジェクトは、「到達不能オブジェクト」としてマークされます。

ガベージコレクションアルゴリズム

JVMは複数のGCアルゴリズムをサポートしており、各アルゴリズムには独自の長所と短所があります:

シリアルGC: シングルスレッドコレクション、シンプルで効率的で、小規模なアプリケーションに適しています。

並列 GC: マルチスレッドの並列リサイクルにより、スループットが向上し、リサイクルの一時停止時間が短縮されますが、オーバーヘッドが大きくなります。

同時 GC: バックグラウンド スレッドで GC を実行し、アプリケーションの一時停止時間を最小限に抑え、大量のデータ量と高スループットのアプリケーションに適しています。

ベストプラクティス

オブジェクト作成の最適化: 不必要なオブジェクトの作成を最小限に抑え、オブジェクトプールまたは共有オブジェクトを使用します。

参照の最適化: 循環参照やソフト参照などの特殊な参照タイプの使用を避けてください。

メモリリークを避ける: オブジェクトのライフサイクルを注意深く管理し、不要になったオブジェクトへの参照を保持しないようにします。

GC アクティビティを監視する: コマンド ライン ツールまたは JVM モニターを使用して、GC アクティビティを監視し、潜在的な問題を特定します。

GC パラメーターを調整する: パフォーマンスを最適化するために、アプリケーションのニーズに応じて GC パラメーター (若い世代と古い世代のサイズなど) を調整します。

実際的なケース

不要になった一連のオブジェクトを作成する単純な Java アプリケーションがあるとします。次のコードを使用してガベージ コレクション プロセスをシミュレートできます。

public class GCExample {

    public static void main(String[] args) {
        // 创建一堆不必要的对象
        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
            new Object();
        }

        // System.gc() 明确要求立即进行 GC
        System.gc();

        // 检查可用内存
        long freeMemory = Runtime.getRuntime().freeMemory();
        System.out.println("可用内存：" + freeMemory);
    }
}

アプリケーションを実行すると、System.gc() を呼び出した後に利用可能なメモリが増加し、不要になったオブジェクトが収集されたことがわかります。

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