Download as PDF, PPTX
![Барьер на запись
• Код, исполняемый при изменении значения поля
объекта с указателем
• Специфичен для каждого GC
• Абсолютно прозрачен для приложения
• Исполняется интерпретатором / генерируется JIT-компилятором
• Пример (для обновления card table):
a.f = x; a.f = x;
card_table[index_for(&a.f)] = DIRTY_VALUE;
29 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7
reserved.](https://image.slidesharecdn.com/g1javaone2012v2-120418164456-phpapp01/75/G1-GC-Garbage-First-Garbage-Collector-29-2048.jpg)
Uploaded byVladimir Ivanov
G1 GC: Garbage-First Garbage Collector
Документ содержит обзор сборки мусора в Java, включая архитектуру garbage-first (G1) и различные стратегии, такие как stop-the-world и инкрементальная сборка. Он описывает основные характеристики производительности, включая throughput, предсказуемость и footprint, а также структурирование памяти и управление поколениями объектов. В заключение предложены рекомендации по использованию G1 и другим подходам в зависимости от требований производительности приложения.
![[JAM 1.1] Intro (Paul Malikov)](https://cdn.slidesharecdn.com/ss_thumbnails/jam-mar-2011-intro-lowquality-110307032212-phpapp02-thumbnail.jpg?width=640&height=640&fit=bounds)
G1 GC: Garbage-First Garbage Collector
- 1. India 3–4 May 2012 San Francisco September 30–October 4, 2012 1 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
- 2. G1GC: Garbage-First GarbageCollector Владимир Иванов Oracle Corporation 2 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. vladimir.x.ivanov@oracle.com
- 3. Содержание • Основы сборки мусора • G1: обзор архитектуры • Миграция на G1 3 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
- 4. GC == Сборкамусора • Находит и освобождает место, занимаемое ненужными объектами – Объекты вне транзитивного замыкания, включающего roots (стеки потоков, статические поля классов и т.д.) • Автоматическая и безопасная • Проще, если граф объектов “заморожен” – Stop-the-world (STW) паузы • Возможны различные подходы – c дефрагментацией или без – Алгоритмы: copying, mark-sweep, mark-compact, ... – Аллокация: linear, free lists, ... 4 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
- 5. Сборка мусора: до Runtime Heap Stack A C G K D H B E I L F J M 5 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
- 6. Сборка мусора: после Runtime Heap Stack A C G K D H B E I L F J M 6 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
- 7. Сборка мусора споколениями • Слабая гипотеза о поколениях – Большинство объектов временные – Старые объекты редко ссылаются на молодые • Молодые и старые объекты содержатся отдельно – В пространствах, называемых “поколения” (generations) – Возможны разные алгоритмы для молодого и старого поколения – Mолодое поколение можно собирать отдельно от старого 7 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
- 8. Сборка мусора споколениями Создание объекта Необходимо отслеживать ссылки Молодое поколение Перемещение объекта Старшее поколение 8 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
- 9. Структура молодого поколения 9 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
- 10. Молодое поколение: сборкамусора 10 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
- 11. Молодое поколение: сборкамусора 11 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
- 12. Производительность GC • 3 характеристики • Throughput • Объем вычислительных ресурсов, затрачиваемых на GC • Предсказуемость • На какое время прерывается работа приложения • Footprint • Объем используемой памяти 12 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
- 13. Производительность GC Выбор стратегии Throughput Latency Footprint = 13 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
- 14. Производительность GC Изменение размера «кучи» Throughput Latency Footprint 14 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
- 15. Чем хорош Stop-The-WorldGC? • Проще всего определять достижимость объектов – Граф объектов «заморожен» • Проще всего перемещать объекты в «куче» – В процессе сборки, «куча» может находиться в некорректном состоянии • Но: – Приложение останавливается на все время сборки – зависит от размера «кучи» / объема живых объектов 15 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
- 16. Инкрементальная сборка • Попытка уменьшить паузы, вызванные GC, за счет – Большего количества коротких пауз – Фоновая сборка • Требуется синхронизировать работу GC с приложением – Барьеры на чтение/запись 16 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
- 17. Предсказуемость vs Throughput • STW – Продолжительные паузы – … но никакой лишней нагрузки для потоков приложения – Максимальный throughput • Инкрементальная сборка – Короткие паузы – Лишняя нагруза в потоках приложения – Минимальные паузы за счет снижения throughput • “Über GC” не существует 17 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
- 18. Содержание • Основы сборки мусора • G1: обзор архитектуры • Миграция на G1 18 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
- 19. Garbage-First GC (G1) • Фоновый и параллельный • Высокая предсказуемость работы • Сборщик мусора с поколениями, но … • «Куча» состоит из регионов • Нет физического разделения между молодым и старым поколением • Принадлежность регионов определяется динамически • Для каждого региона известно где находятся объекты, ссылающиеся на него • “Remembered Set” • Позволяет собирать регионы независимо 19 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
- 20. G1: Структура «кучи» Разбита на регионы • Разбита на регионы • Фиксированного размера • Фиксированного размера • 1MB-32MB • 1MB-32MB 20 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
- 21. G1: Структура «кучи» Молодое поколение • Молодое поколение E Набор регионов E • Набор регионов • • Eden • Eden S • Survivor • Survivor E E • Выбираются динамически • Выбираются динамически S E E 21 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
- 22. G1: Структура «кучи» Старое поколение • Старое поколение • Набор регионов E Набор регионов – E • Выбираются динамически – Выбираются S динамически E E S E E 22 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
- 23. G1: Структура «кучи» H Большие объекты • Не помещается в регион E E • Называется “humongous” S • Хранится в наборе E E смежных регионов S E H E H 23 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
- 24. G1: Структура «кучи» H Collection Set • Регионы, в которых будет происходить GC S • Все молодое поколение • Некоторые регионы из старшего поколения S • Фоновая маркировка определяет наиболее H подходящие H 24 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
- 25. G1: Структура «кучи» H Сборка • Копирование объектов в регионы, помеченные как S часть «To»-пространства • Survivor-регионы • Регионы из старшего S поколения H H S 25 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
- 26. G1: Структура «кучи» H Освобождение памяти • From-space больше чем To- space (не обязательно!) • Компактификация за счет копирования H H S 26 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
- 27. G1: Структура «кучи» H • RSet == Remembered Set • Информация о местонахождении ссылок на объекты из региона • Позволяет собирать регионы RS независимо • RSet поддерживается H • Из старого в молодое поколение RS • Между регионами в старом E поколении H S 27 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
- 28. G1: Фоновая маркировка • Периодически все живые объекты в куче помечаются • обновляет информацию о достижимости по регионам • автоматически освобождает регионы без живых объектов • разбивает циклические зависимости среди недостижимых объектов • Параллельная и фоновая • Стартует автоматически по достижении пороговой занятости «кучи» 28 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
- 29. Барьер на запись • Код, исполняемый при изменении значения поля объекта с указателем • Специфичен для каждого GC • Абсолютно прозрачен для приложения • Исполняется интерпретатором / генерируется JIT-компилятором • Пример (для обновления card table): a.f = x; a.f = x; card_table[index_for(&a.f)] = DIRTY_VALUE; 29 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
- 30. G1: Барьеры назапись • 2 типа – Pre-barrier • Сохраняет старое значение поля • Поддерживается корректность фоновой маркировки • SATB (Snapshot-At-The-Beginning) – Post-barrier • Поддержка актуальности RSet • Результат сохраняется в буферы, локальные для потока – В процессе фоновой сборки происходит обработка 30 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
- 31. G1: Как включить? • -XX:+UseG1GC • -Xms/-Xmx • Задаваемые цели на длительность и частоту пауз – -XX:MaxGCPauseMillis=<num> – -XX:GCPauseIntervalMillis=<num> 31 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
- 32. Содержание • Основы сборки мусора • G1: обзор архитектуры • Миграция на G1 32 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
- 33. GCs в HotspotJVM GC Framework GC Interface Parallel / Serial Parallel Serial Parallel Concurrent Young DefNew ParNew PScavenge Gen Old Tenured CMS PSOld PSParOld Gen Whole G1 Heap 33 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
- 34. GC в HotspotJVM • SerialGC – последовательная сборка молодого и старого поколений • ParallelGC – максимальный throughput – параллельная сборка молодого и старого поколений • CMS – предсказуемость – по возможности, сборка мусора в фоновом режиме • G1 – предсказуемость – слабо подвержен фрагментации 34 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
- 35. Производительность GC Throughput Latency Footprint 35 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
- 36. G1 рекомендуется, если… … не обязательно все… • Нужна хорошая производительность • Продолжительность пауз (<0.5-1s) • Минимальная настройка • Размер «кучи» >5Gb • Занятость «кучи» >50% • Скорость создания объектов серьезно варьируется • Фрагментация «кучи» 36 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
- 37. G1 НЕ рекомендуется,если • Приложение уже работает надежно без серьезных проблем с производительностью “If it isn't broken, don't fix it!” • Жесткие требования на паузы <100мс • Требуется максимальный возможный throughput • даже в ущерб latency 37 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
- 38. Как выбирать GC? 1. ParallelGC Паузы не устраивают 2. G1 Подходит? ДA! PROFIT! Паузы все еще не устраивают «Куча» <2Gb 3. CMS 38 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
- 39. Q&A 39 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
- 40. India 3–4 May 2012 San Francisco September 30–October 4, 2012 40 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.