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Java のメモリ管理とガベージコレクション技術

PHPz

リリース： 2023-06-08 13:17:54

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高級プログラミング言語として、Java のメモリ管理およびガベージコレクションテクノロジの品質は、プログラムのパフォーマンスと安定性に直接影響します。この記事では、Java のメモリ構造と、メモリ管理とガベージコレクションを実行する方法を紹介します。

1. Java のメモリ構造

Java 仮想マシンのメモリは 3 つの主要な部分に分割されます:

ヒープ: すべてのオブジェクトはヒープ内のメモリ領域を割り当てます。ヒープは Java 仮想マシンによって管理される最大のメモリ部分であり、そのサイズはアプリケーションの実行に応じて動的に変化します。
スタック: 各スレッドには独自のスタックがあり、基本的な型とオブジェクトへの参照が保存されます。スタックのサイズはコンパイル時に決定されます。
メソッド領域: クラス情報、静的変数、定数、コンパイルされたコードなどを格納します。メソッド領域も、アプリケーションの実行に応じて動的に変化します。

2. Java でのメモリ管理

Java 言語には独自のメモリ管理機能があり、プログラマは Java の組み込みガベージコレクタを通じて自動的にメモリを管理できます。ガベージコレクターはオブジェクトの使用状況を追跡でき、オブジェクトが到達不能になると、ガベージコレクターは自動的にそのメモリ領域を再利用します。

次に、いくつかの一般的なメモリ管理テクノロジを示します。

メモリプール

メモリプールは、プログラムの開始時に割り当てられるメモリの一種です。 . 、プログラムの最後にオペレーティングシステムに返されます。メモリプールの利点は、頻繁なメモリ割り当てと破棄操作を減らし、プログラムのパフォーマンスを向上させることです。

Java のメモリプールは、C のメモリプールとは異なります。 Java オブジェクトのメモリはヒープに割り当てられるため、メモリプールはヒープ内のメモリを管理します。

弱い参照

弱い参照は、オブジェクトのライフサイクルを増加させない参照です。通常の状況では、オブジェクトが弱参照によって参照された後、それを指す強参照がない限り、ガベージコレクターはオブジェクトのメモリ領域を再利用します。

ソフトリファレンス

ソフトリファレンスは、オブジェクトの寿命を延ばすことができる参照です。メモリが不足すると、ガベージコレクターはソフト参照によって参照されるオブジェクトを再利用します。弱い参照と比較して、ソフト参照オブジェクトは長く存続します。

3. Java のガベージコレクションテクノロジ

Java のガベージコレクターは自動メモリリサイクルを実装しているため、プログラマは使用されなくなったオブジェクトを手動でリサイクルする必要がありません。一般的なガベージコレクション手法をいくつか紹介します。

マークスイープ

マークスイープは、オリジナルのガベージコレクションアルゴリズムの 1 つです。このアルゴリズムは、まずヒープ領域全体を走査し、まだ参照されているすべてのオブジェクトにマークを付けてから、マークされていないオブジェクトをすべてクリアします。ただし、マークアンドスイープアルゴリズムにはメモリの断片化の問題があり、その結果、使用可能なメモリ領域が小さくなります。

コピーアルゴリズム

コピーアルゴリズムは、マークアンドクリアアルゴリズムのメモリ断片化の問題を解決するように設計されています。コピーアルゴリズムの原理は、ヒープメモリを同じサイズの 2 つの領域に分割し、一方の領域の領域が不足すると、残ったオブジェクトがもう一方の領域に移動されることです。この利点は、メモリを再利用するたびに、利用可能なメモリ空間が継続的に得られることです。