Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Asp.net gestione della_memoria

778 views

Published on

Published in: Technology
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

Asp.net gestione della_memoria

  1. 1. Gestione della memoria e delle risorse in .NET Marco Russo MCSD MCAD MCSE+I MCSA MCDBA MCT Mail: marco@devleap.it Italian blog: http://blogs.devleap.com/marco.blog
  2. 2. Iscriviti su www.microsoft.com/italy/technicalconference/default.mspx <ul><li>Gestione e infrastruttura di rete </li></ul><ul><li>Smart Client: la potenza del PC e la connettività Web </li></ul><ul><li>Gestione dell'infrastruttura dei sistemi di produttività aziendale </li></ul><ul><li>Sicurezza e interoperabilità </li></ul>Guest Speaker Bill Gates Non perdere l'appuntamento dedicato ai professionisti IT e agli sviluppatori
  3. 3. DevLeap: chi siamo <ul><li>www.DevLeap.it </li></ul><ul><li>Un gruppo di 5 persone con tanta voglia di </li></ul><ul><ul><li>Studiare a fondo le tecnologie </li></ul></ul><ul><ul><li>Capire il “behind the scenes” </li></ul></ul><ul><ul><li>Implementare soluzioni reali </li></ul></ul><ul><ul><li>Confrontarsi con le problematiche reali </li></ul></ul><ul><ul><li>Sperimentare nuove idee </li></ul></ul><ul><li>Facciamo Corsi, Conferenze, Training </li></ul><ul><li>Scriviamo libri </li></ul><ul><ul><li>http://www.devleap.it/fullcontact </li></ul></ul>
  4. 4. Chi siete ? <ul><li>Chi usa già .NET? </li></ul><ul><li>Chi usa C#? </li></ul><ul><li>Chi usa VB.NET? </li></ul><ul><li>Chi usa C++/Managed C++? </li></ul><ul><li>Chi conosce Java? </li></ul>
  5. 5. Agenda <ul><li>Perché il Garbage Collector </li></ul><ul><li>Algoritmo mark-and-compact </li></ul><ul><li>F-reachable queue </li></ul><ul><li>Pattern IDisposable </li></ul><ul><li>Resurrection </li></ul><ul><li>Weak Reference </li></ul><ul><li>Algoritmo generazionale </li></ul><ul><li>Thread e Garbage Collector </li></ul><ul><li>Garbage Collector vs. Heap Win32 </li></ul>
  6. 6. Perché il Garbage Collector <ul><li>La gestione della memoria è fondamentale nei linguaggi a oggetti </li></ul><ul><li>I modelli tradizionali sono deterministici: </li></ul><ul><ul><li>Distruzione manuale (C, C++, Win32) </li></ul></ul><ul><ul><li>Reference counting (COM, VB) </li></ul></ul><ul><ul><li>Minore uso di memoria </li></ul></ul><ul><ul><li>Maggiore consumo di CPU </li></ul></ul><ul><li>Modelli alternativi (euristici): </li></ul><ul><ul><li>Mark/sweep </li></ul></ul><ul><ul><li>Copy collect </li></ul></ul><ul><ul><li>Mark/compact </li></ul></ul>
  7. 7. Algoritmi di Garbage Collection <ul><li>Mark/Sweep </li></ul><ul><ul><li>Segna tutti gli oggetti “raggiungibili” </li></ul></ul><ul><ul><li>Gli oggetti non raggiungibili vengono distrutti </li></ul></ul><ul><ul><li>Crea frammentazione memoria libera </li></ul></ul><ul><li>Copy Collect </li></ul><ul><ul><li>Copia tutti gli oggetti raggiungibili in una nuova zona di memoria (contigua) </li></ul></ul><ul><ul><li>Aggiorna tutti i riferimenti agli oggetti copiati </li></ul></ul><ul><ul><li>Libera la zona di memoria esaminata </li></ul></ul><ul><li>Mark/Compact </li></ul><ul><ul><li>Soluzione ibrida, implementata da .NET </li></ul></ul>
  8. 8. Algoritmo mark-and-compact <ul><li>Allocazione sequenziale di tutti gli oggetti </li></ul><ul><ul><li>Alte prestazioni </li></ul></ul>a.b a2.b A a = new A(); a.b = new B(); A a2 = new A(); a2.b = new B(); NextObjPtr a a a2 b
  9. 9. Algoritmo mark-and-compact <ul><li>L’operazione di Garbage Collection raccoglie gli oggetti non raggiungibili </li></ul><ul><li>Avviene automaticamente quando l’heap cresce </li></ul><ul><li>Pilotata manualmente da GC.Collect() </li></ul><ul><li>Due fasi: </li></ul><ul><ul><li>Mark </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>individua la memoria non raggiungibile </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Compact </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>sposta tutti gli oggetti all’inizio dell’heap, aggiornando tutti i riferimenti </li></ul></ul></ul>
  10. 10. GC fase 1: Mark <ul><li>Identifica gli oggetti referenziati, raggiungibili da posti conosciuti ( root set ): </li></ul><ul><ul><li>Proprietà AppDomain </li></ul></ul><ul><ul><li>Registri CPU </li></ul></ul><ul><ul><li>Slot TLS </li></ul></ul><ul><ul><li>Variabili locali sullo stack </li></ul></ul><ul><ul><li>Membri statici delle classi </li></ul></ul><ul><li>Iterazione ricorsiva degli oggetti referenziati per “segnare” tutti gli oggetti raggiungibili </li></ul>
  11. 11. GC fase 2: Compact <ul><li>Tutti gli oggetti “raggiungibili” vengono spostati all’inizio dell’heap </li></ul><ul><li>Tutti i riferimenti vengono aggiornati </li></ul><ul><li>Lo spazio libero non resta frammentato </li></ul>
  12. 12. GC fase 1: Mark NextObjPtr Oggetti “vivi” Oggetti non raggiungibili Spazio libero Root set
  13. 13. GC fase 2: Compact NextObjPtr Oggetti “vivi” Spazio libero Root set Spazio recuperato
  14. 14. Finalization queue <ul><li>Gli oggetti che possiedono un finalizer non possono essere subito raccolti dal GC </li></ul><ul><li>In C# il distruttore è sinonimo di Finalize </li></ul><ul><li>Chiamata del finalizer dopo collection </li></ul><ul><li>Alla creazione di un oggetto che possiede Finalize, viene aggiunto un riferimento all’oggetto nella Finalization queue </li></ul><ul><li>Durante il GC, gli oggetti referenziati solo da Finalization queue finiscono in F-reachable queue </li></ul>
  15. 15. F-reachable queue <ul><li>F-reachable queue contiene riferimento a oggetti con finalizer da richiamare </li></ul><ul><li>Alimentata da Finalization queue </li></ul><ul><ul><li>I riferimenti contenuti da Finalization e F-reachable queue diventano parte del root set </li></ul></ul>
  16. 16. F-reachable queue Oggetti “vivi” In attesa di Finalize Spazio libero Root set F-reachable queue
  17. 17. F-reachable queue <ul><li>F-reachable queue viene smaltita in un thread dedicato che agisce in background </li></ul><ul><li>GC.WaitForPendingFinalizer() per attendere che F-reachable queue sia vuota </li></ul><ul><li>Ordine di chiamata su Finalize() non segue eventuali gerarchie padre-figlio </li></ul><ul><ul><li>Per queste esigenze usare Dispose() </li></ul></ul><ul><li>Evitare di implementare Finalize se non è necessario (migliori prestazioni) </li></ul>
  18. 18. Pattern IDisposable <ul><li>In alcuni casi serve un comportamento di finalizzazione deterministica: </li></ul><ul><ul><li>Riferimenti a oggetti non gestiti </li></ul></ul><ul><ul><li>Utilizzo di risorse che devono essere rilasciate appena termina il loro utilizzo </li></ul></ul><ul><li>Non si possono usare i finalizzatori, che non sono richiamabili direttamente </li></ul><ul><li>Implementare l’interfaccia IDisposable </li></ul>
  19. 19. Pattern IDisposable (1) class DisposeDemo : BaseClass, IDisposable { OtherRes otherRes; private disposed = false; private void freeState { if (!disposed) { // Evita doppia esecuzione // Chiude risorse allocate (es. handle non gestiti) disposed = true; } } public void Dispose () { freeState(); otherRes.Dispose();// Dispose oggetti membro base.Dispose(); // Dispose classe base (BaseClass) GC.SuppressFinalize ( this ); } ~DisposeDemo() { freeState(); } }
  20. 20. Pattern IDisposable (2 a) class BaseResource : IDisposable { OtherRes otherRes; private disposed = false; protected virtual void Dispose( bool disposing ) { if (!this.disposed) { if (disposing) { otherRes.Dispose(); // Dispose oggetti membro } CloseHandle( ... ); // Chiude risorse non gestite this.disposed = true; } } public void Dispose () { Dispose( true ); GC.SuppressFinalize ( this ); } ~DisposeDemo() { Dispose( false ); } }
  21. 21. Pattern IDisposable (2 b) class MyResource : BaseResource { // Implementa già IDisposable private disposed = false; protected override void Dispose( bool disposing ) { if (!this.disposed) { if (disposing) { // Dispose altri oggetti gestiti } // Chiude risorse non gestite this.disposed = true; } base.Dispose(); } // La funzione Dispose() è già implementata nella classe base // Il finalizzatore che chiama Dispose(bool) virtuale è già // implementato nella classe base }
  22. 22. Componenti .NET <ul><li>System. Object </li></ul><ul><ul><li>Non implementa nessuna interfaccia </li></ul></ul><ul><li>System.ComponentModel. Component </li></ul><ul><ul><li>Implementa IDisposable col pattern (2) </li></ul></ul><ul><ul><li>Deriva da MarshalByRefObject </li></ul></ul><ul><li>System.Windows.Forms. Control </li></ul><ul><ul><li>Deriva da System.ComponentModel.Component </li></ul></ul><ul><ul><li>Controlli “progettabili” graficamente </li></ul></ul><ul><ul><li>Per controlli interattivi derivare UserControl </li></ul></ul><ul><li>System.Web.UI. Control </li></ul><ul><ul><li>Implementa IDisposable col pattern (1) </li></ul></ul>
  23. 23. Resurrection <ul><li>Chiamare GC.SuppressFinalize() per eliminare l’oggetto da F-reachable queue </li></ul><ul><ul><li>Finalize() non verrà più richiamata </li></ul></ul><ul><li>Un oggetto può ri-registrare il finalizzatore chiamando GC.ReRegisterForFinalize() </li></ul><ul><ul><li>Tecnica chiamata “resurrection” </li></ul></ul><ul><ul><li>In Finalize() si assegna this ad un oggetto raggiungibile da root set </li></ul></ul><ul><ul><li>GC.ReRegisterForFinalize() garantisce la successiva ri-esecuzione di Finalize() </li></ul></ul><ul><ul><li>Da non usare se non si è più che sicuri !! </li></ul></ul>
  24. 24. Resurrection public class BaseObj { // ... ~BaseObj() { Application.ObjHolder = this; GC.ReRegisterForFinalize( this ); } // ... } class Application { static public Object ObjHandler; // ... }
  25. 25. Weak Reference <ul><li>Un Weak Reference è un riferimento “debole” ad un oggetto </li></ul><ul><li>Non viene considerato come riferimento da parte del Garbage Collector </li></ul><ul><li>Se l’oggetto viene raccolto dal GC, il Weak Reference vale null </li></ul><ul><li>Utile per meccanismi di cache </li></ul><ul><li>Esistono due tipi di Weak Reference: </li></ul><ul><ul><li>Short Weak Reference </li></ul></ul><ul><ul><li>Long Weak Reference </li></ul></ul>
  26. 26. Weak Reference <ul><li>Short Weak Reference </li></ul><ul><ul><li>Valido fino a che l’oggetto non viene finalizzato </li></ul></ul><ul><li>Long Weak Reference </li></ul><ul><ul><li>Valido anche dopo la finalizzazione </li></ul></ul><ul><ul><li>Utilizzabile per Resurrection - consente di chiamare GC.ReRegisterForFinalize() </li></ul></ul>WeakReference( Object target ); WeakReference( Object target, Boolean trackResurrection );
  27. 27. Algoritmo generazionale <ul><li>Ottimizzazione dell’algoritmo di GC </li></ul><ul><ul><li>Statisticamente gli oggetti più giovani hanno una vita più breve </li></ul></ul><ul><ul><li>Il GC definisce l’età in base alla durata della presenza sull’heap </li></ul></ul><ul><li>Generazione: insieme di elementi che sopravvivono ad un GC </li></ul><ul><li>Le generazioni più vecchie vengono analizzate dal GC meno sovente </li></ul>
  28. 28. Algoritmo generazionale <ul><li>Ad ogni GC gli oggetti che sopravvivono vengono promossi di una generazione </li></ul><ul><li>L’implementazione attuale definisce 3 generazioni </li></ul>G2 Oggetti sopravvissuti a due o più GC G1 Oggetti sopravvissuti a un GC G0 Oggetti mai sottoposti a GC
  29. 29. Algoritmo generazionale <ul><li>GC.GetGeneration() restituisce la generazione di un oggetto </li></ul><ul><li>Frequenza GC su generazioni più vecchie fino a 1/10 di quelle recenti </li></ul><ul><li>Il GC non segue i riferimenti che puntano a generazioni più vecchie </li></ul><ul><li>GC.Collect( n ) consente di specificare quante generazioni esaminare </li></ul><ul><li>Gli oggetti con Finalize() vengono promossi almeno una volta </li></ul>
  30. 30. Large Object Heap <ul><li>Heap separato per oggetti di grandi dimensioni (>20k) </li></ul><ul><ul><li>Il loro spostamento è costoso </li></ul></ul><ul><ul><li>Di solito non sono frequenti </li></ul></ul><ul><ul><li>Gli oggetti non vengono spostati </li></ul></ul><ul><ul><li>Simile a un tradizionale heap C/C++ </li></ul></ul>
  31. 31. Thread e Garbage Collector <ul><li>Versioni di GC diverse per mono e multi-processore </li></ul><ul><li>Ogni processo ha un thread separato per chiamare i Finalize() degli oggetti </li></ul><ul><ul><li>Priorità più alta non real-time </li></ul></ul><ul><ul><li>I metodi Finalize() vengono sempre chiamati da questo thread </li></ul></ul><ul><li>L’operazione di GC arresta tutti i thread gestiti (root set deve essere noto) </li></ul><ul><ul><li>Thread hijacking </li></ul></ul><ul><ul><li>Safe points </li></ul></ul><ul><ul><li>Fully interruptible code </li></ul></ul>
  32. 32. Thread hijacking <ul><li>In presenza di un metodo breve, l’indirizzo di ritorno viene deviato verso il GC, che ritorna poi al percorso originale </li></ul>int bar() { return 42; } int foo() { int ret = bar(); return ret; } GC
  33. 33. Safe Points <ul><li>In metodi lunghi il jitter inserisce delle chiamate che sospendono il thread se deve essere eseguito il GC </li></ul>int bar() { ... ... ... ... ... ... ... ... } GC Se GC in attesa, sospende il thread fino a che il GC non viene completato GC Safe Point
  34. 34. Fully interruptible code <ul><li>In loop stretti il thread viene sospeso ed il GC esamina una tabella generata dal jitter con gli oggetti attivi (root set) ad ogni linea </li></ul>... 08 while (condition) { 09 Foo a = new Foo(); 10 Bar b = new Bar(); 11 Foo c = new Foo(); 12 13 a.DoSomething(); 14 condition = c.Good(); 15 } ... {} 14 {c} 13 {a,c} 12 {a,c} 11 {a} 10 {} 09 Oggetti Linea
  35. 35. Concurrent Garbage Collector <ul><li>Configurabile a livello di host CLR </li></ul><ul><ul><li>Parametro flags di CorBindToRuntimeEx() </li></ul></ul><ul><li>ConcurrentGC </li></ul><ul><ul><li>Non rallenta interfaccia utente </li></ul></ul><ul><ul><li>Prestazioni complessive più basse </li></ul></ul><ul><ul><li>Costruzione del grafo di raggiungibilità in background </li></ul></ul><ul><li>Non-concurrent GC </li></ul><ul><ul><li>Agisce nello stesso thread del codice utente </li></ul></ul><ul><ul><li>Migliori prestazioni complessive </li></ul></ul><ul><ul><li>Indicato per applicazioni server </li></ul></ul><ul><li>Default in file configurazione runtime: </li></ul><ul><li><configuration> <runtime> < gcConcurrent enabled=&quot;false&quot;/> </runtime> </configuration> </li></ul>
  36. 36. Garbage Collector vs. Heap Win32 <ul><li>Allocazione più veloce </li></ul><ul><li>Penalizzazione se l’oggetto ha Finalize </li></ul><ul><ul><li>Anche l’allocazione è più lenta </li></ul></ul><ul><li>Importante chiamare GC.SuppressFinalize() su Dispose() </li></ul><ul><li>Heap C++ per build Debug estremamente più lento (anche 1.000 volte) </li></ul><ul><li>Paragone difficile </li></ul><ul><ul><li>Il finalizzatore può essere richiamato in background, mentre il distruttore è sempre sincrono nel thread chiamante </li></ul></ul>
  37. 37. Considerazioni finali <ul><li>Non interagire direttamente con GC se non c’è un buon motivo </li></ul><ul><ul><li>Tentare di risolvere un bug chiamando GC.Collect() non è un buon motivo! </li></ul></ul><ul><li>Evitare finalizzatori se le prestazioni sono importanti </li></ul><ul><ul><li>Va più veloce della gestione Heap tradizionale </li></ul></ul><ul><li>Weak reference e Resurrection solo se c’è un ottimo motivo </li></ul><ul><ul><li>Evitare di creare più problemi di quanti se ne risolvono </li></ul></ul>
  38. 38. Riferimenti utili <ul><li>Demo di tutte le funzionalità di GC: </li></ul><ul><li>C:Program FilesMicrosoft.NETFrameworkSDKSamples technologiesGarbageCollection </li></ul><ul><li>Articoli di Jeffrey Richter su MSDN Magazine: </li></ul><ul><li>http://msdn.microsoft.com/library/default.asp?url=/library/en-us/dnmag00/html/GCI.asp http://msdn.microsoft.com/library/default.asp?url=/library/en-us/dnmag00/html/GCI2.asp </li></ul>
  39. 39. Altre Informazioni <ul><li>Dove posso ottenere maggiori informazioni </li></ul><ul><ul><li>www.devleap.it </li></ul></ul><ul><ul><li>www.microsoft.com/msdn/italy </li></ul></ul><ul><ul><li>msdn.microsoft.com </li></ul></ul><ul><li>Developer resources </li></ul><ul><ul><li>Microsoft Visual Studio.NET </li></ul></ul><ul><ul><li>Microsoft .NET Framework SDK </li></ul></ul><ul><ul><li>Microsoft Developer Network </li></ul></ul>
  40. 40. Gestione della memoria e delle risorse in .NET <ul><li>I vostri feedback sono importanti </li></ul><ul><ul><li>Scriveteci </li></ul></ul><ul><li>Grazie della partecipazione </li></ul><ul><ul><li>A presto </li></ul></ul><ul><ul><li>[email_address] </li></ul></ul>

×