Java garbage collection

1. • JVM Garbage Collection
•
September 03, 2012
Gökhan Özman
1

2. 2
İçerik
1. GC Giriş
2. Java Bellek Modeli
3. GC Nesilleri
4. GC Çeşitleri
5. Nesne Referans Tipleri
6. Hotspot Vm Seçenekleri

3. 3
Ne oluyor?

4. 4
Garbage Collection(Çöp toplama)

5. 5
Çöp ?
Ogrenci a=new Ogrenci();
Ogrenci b=new Ogrenci();
a=b;
ya da
a=null;
Garbage Collection Giriş
a
b
Ogrenci
Ogrenci

6. 6
• finalize()
• System.gc()
• Runtime.gc()
Garbage Collection Giriş

7. Neden gc, ne işe yarar?
7
• Bellek geri dönüşümü
• JVM bütünlüğü
• Geliştirici verimliliği
Garbage Collection Giriş

8. 8
• Stack
• Metotlar
• Lokal değişkenler
• Referans değişkenleri
• Heap
• Nesneler
• Sınıf değişkenleri
Java Bellek Modeli

9. Stack&Heap
9
Java Bellek Modeli
main() x
method2 car
method1 b c
p=0
q=0
Car object
stack
heap

10. Java Heap
10
Java Bellek Modeli
Heap
Young gen.
Old gen.
%33

11. Young gen.
11
Java Bellek Modeli
Eden Space
Survivor Space 1
Survivor Space 2

12. EDEN
12
Java Bellek Modeli

13. SURVIVOR
13
Java Bellek Modeli

14. Old gen.
14
Java Bellek Modeli

15. Old gen.
15
Java Bellek Modeli
Young gen. Old gen.

16. Java işlem alanı
16
Java Bellek Modeli
Bellek(İşletim Sistemi)
Java işlem alanı(java.exe)
Java nesne alanı(heap) Diğer...

17. Diğerleri
17
• Kalıcı alan
• Kod çevrim alanı
• Soket alanı
• Thread yığını
• Direk bellek alanı
• GC
Java Bellek Modeli

18. Kalıcı Alan(Perm gen.)
18
• Sınıfların metadata elemanları tutulur
• Web uygulamalarında OOM(Out of Memory) hatası
• -XX:PermSize=<deger>(initial)
• -XX:MaxPermSize=<deger>(max)
Java Bellek Modeli

19. Kod çevrim alanı
19
Java Bellek Modeli

20. Kod çevrim alanı
20
• Çok nadir bellek sorunu yaşanır
• Bu alanda yeterli bellek bulunamazsa
JVM büyük ihtimal çöker
Java Bellek Modeli

21. Soket alanı
21
• Her TCP bağlantısı 2 buffer içerir:
1. Alım için: ~37k
2. Gönderim için: ~25k
• Java kodu içerisinde ayarlanır.
• Bellek hatasından önce genelde diğer limitlerde hata
oluşur. Örn: IOException: Too many open files
Java Bellek Modeli

22. Thread stack
22
• Özel alan
• Belleğe dikkat
• -Xss
Java Bellek Modeli

23. Direk bellek alanı
23
• Heap dışında belleği kullanma imkanı !
• Java.nio.ByteBuffer.allocateDirect
• -XX:MaxDirectMemorySize=
Java Bellek Modeli

24. 24
Nesne Yaşamdöngüsü
Yaratılma
Kullanım
Görünmezlik
ErişilemezlikToplanma
Sonlandırılma
Temizlenme

25. 25
• Yaratılma Durumu
• Nesne için gerekli bellek ayrılmıştır
• Nesne yaratımı başlamıştır.
• Super sınıf constructor u çağrılmıştır
Nesne Yaşamdöngüsü

26. 26
• Kullanım Durumu
• En az bir strong referans tarafından erişim vardır.
Nesne Yaşamdöngüsü

27. 27
• Görünmezlik Durumu
• Herhangi bir strong referans kalmadıysa
Nesne Yaşamdöngüsü

28. 28
• Erişilemezlik Durumu
• Collection için aday
• Circular referanslar sayılmaz
Nesne Yaşamdöngüsü

29. Erişilmezlik Durumu
29
Java Bellek Modeli
main()
buildCar()
Car
Engine
Stack
Heap

30. 30
• Toplanma Durumu
• GC nesnenin artık erişilemez durumda oldugunu tespit eder
• Finalize()
• Finalized
• Deallocated
Nesne Yaşamdöngüsü

31. 31
• Strong
• Soft
• Weak
• Phantom
Nesne Referans Tipleri

32. 32
• Strong Referans
• En çok kullandığımız referans tipi
Person person = new Person();
person = null;
Nesne Referans Tipleri

33. 33
• Soft Referans
• Cache için oldukça uygundur.
• OutOfMemory e kadar dayanır.
Person person = new Person();
SoftReference<Person> softPerson = new
SoftReference<Person>(person);
Nesne Referans Tipleri

34. 34
• Weak Referans
• Sadece weak referans kalmışsa gc toplar.
Person person = new Person();
WeakReference<Person> weakPerson = new
WeakReference<Person>(person);
Nesne Referans Tipleri

35. 35
• Phantom Referans
• finalize() !!!
• Nesneye erişim için kullanılmaz
ReferenceQueue q = new ReferenceQueue();
PhantomReference phantomImage= new
PhantomReference(bigImage, q);
q.remove();
Nesne Referans Tipleri

36. Algoritmalar
36
• Referans sayma
• Referans takip etme
GC Çeşitleri

37. Yöntemler
37
• Sıkıştırma(compacting collector)
• Kopyalama(copying collector)
• Nesillere ayırma(generational collector)
GC Çeşitleri

38. Yaklaşımlar(çalışma zamanı bakımından)
38
• Stop the World
• Incremental
• Concurrent
GC Çeşitleri

39. GC Zamanları
39
• Heap büyüklüğüne göre değişir.
• Minor collection
• Major collection
GC Çeşitleri

40. -verbose:gc
40
GC Çeşitleri
Toplam young gen. alanı Toplam old gen. alanı Toplam perm gen. alanı
Full gc süresi Old gen. de kalan nesneler Perm gen. boyutu

41. Serial Collector
41
Collector Çeşitleri
GC GC
Uygulama Uygulama Uygulama

42. Paralel(Throughput) Collector
42
Collector Çeşitleri
GC GC
Uygulama Uygulama Uygulama

43. Concurrent Mark&Sweep(CMS) Collector
43
Collector Çeşitleri
GC GCUygulama Uygulama Uygulama
initial
mark
concurrent
mark
remark concurrent
sweep

44. Gargabe First Collector
44
• Garbage First (G1) Collector
Total Java Heap
Collector Çeşitleri
Region 1 Region 2 Region 3 Region 4 Region 5 Region n...

45. Gargabe First Collector
45
• Garbage First (G1) Collector
• -XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseG1GC
• -XX:MaxGCPauseMillis=n
• -XX:G1HeapRegionSize=n
• -XX:ParallelGCThreads=n
Collector Çeşitleri

46. Heap/Generation Sizing
46
• Heap Size: -Xms, -Xmx
Örn: Xms 128m -Xmx 1g
• -XX:MinHeapFreeRatio=40
GC sonrası kalan min. heap miktarı. tavsiye edilen miktar %40
• -XX:MaxHeapFreeRatio=70
GC sonrası kalan max. heap miktarı. tavsiye edilen miktar %70
• -XX:NewRatio=2
new/old generation oranı
• -XX:NewSize=128m new generation büyüklük degeri.
• -XX:SurvivorRatio=3
eden/survivor space oranı
HotSpot VM Options

47. Heap/Generation Sizing
47
• Permanent Size:
• -XX:PermSize -XX:MaxPermSize
• Stack Size :
• -Xss 128k veya -XX:ThreadStackSize=128k
• Solaris x86 nın default verdiği değer 512k
HotSpot VM Options

48. GC Davranışı ile ilgili parametreler
48
• -XX:MaxTenuringThreshold
• Tenuring Threshold: Young Gen’deki canlı bir objenin kaç minor collection süresi
boyunca hala canlıysa, «promote» olması gerektiğini ifade eden bir değer
• XX:+DisableExplicitGC
• Explicit gc yi kapat. System.gc()’yi çağırdığınız zaman GC tetiklenmez
• XX:ParallelGCThreads=n ve -XX:ConcGCThreads=m (default: CPU sayısı
kadar)
• Parallel ve CMS collector thread sayıları
• -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=90
• CMS’i geç başlatmak: Old’un %90’ı dolmadan CMS’i başlatma
• -XX:+CMSClassUnloadingEnabled
• CMS’in Perm Gen’i temizlemesi için
HotSpot VM Options

49. Debugging
49
• VM hatalarını belli bir file’a yazdır:
• -XX:ErrorFile=./hs_err_pid<pid>.log
• Out of memory olduğuda «heap dump» al:
• XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
• -XX:HeapDumpPath=./java_pid<pid>.hprof
• Hata ve out of memory durumlarında aksiyon almak
• -XX:OnError="<cmd args>;<cmd args>"
• -XX:OnOutOfMemoryError="<cmd args>; <cmd args>"
HotSpot VM Options