jvm 가비지 수집 알고리즘

Java 언어와 C 언어의 가장 큰 차이점은 자동 메모리 재활용이라는 것을 모두 알고 있습니다. 그렇다면 JVM은 메모리 재활용을 어떻게 제어합니까? 이 기사에서는 메모리 재활용의 기본 원리를 이해하기 위해 JVM 가비지 수집의 여러 알고리즘을 소개합니다.

stop the world

가비지 컬렉션 알고리즘을 소개하기 전에 먼저 "stop the world"라는 단어를 이해해야 합니다. 특정 가비지 컬렉션 알고리즘을 실행하면 Stop the world가 생성됩니다. 컬렉션인 JVM은 Java 애플리케이션을 일시적으로 실행한 다음 가비지 컬렉션이 완료된 후에도 계속 실행됩니다. JMeter를 사용하여 Java 프로그램을 테스트한 경우 테스트 중에 Java 프로그램이 불규칙하게 일시 중지되는 것을 확인할 수 있습니다. 실제로 이는 일시 중지 중에 JVM이 가비지 수집을 수행하는 것입니다. 따라서 세상을 멈추는 시간을 최대한 줄이는 것이 JVM 최적화의 주요 목표입니다. 다음으로 현재 사용 가능한 일반적인 가비지 수집 알고리즘이 무엇인지 살펴보겠습니다.

참조 카운팅 방법

참조 카운트 방법은 이름에서 알 수 있듯이 참조 카운트가 증가하면 1이 추가되고, 참조 카운트가 감소하면 1이 추가됩니다. 차감됩니다.

위 그림에서는 세 개의 Teacher 참조가 힙의 Teacher 개체를 가리키고 있으며 Teacher 개체의 참조 개수는 3이고 비유적으로 Student 개체의 참조 개수는 2입니다. .

위 그림은 Teacher 객체의 참조가 2로 감소하고, Student 객체의 참조가 0으로 감소한 것을 보여줍니다(감소 이유는 참조가 null을 가리킴(예: Teacher3=null) 참조 계산 알고리즘에 따라 Student 개체의 메모리 공간이 회수됩니다.

참조 카운팅 알고리즘의 원리는 매우 간단하며 가장 원시적인 재활용 알고리즘입니다. 그러나 이 알고리즘은 두 가지 이유로 Java에서 사용되지 않습니다. 1. 잦은 카운팅이 성능에 영향을 미치고 2. 문제를 처리할 수 없습니다. 순환 참조의

예를 들어 Teacher 개체는 Student 개체를 참조하고 Student 개체는 Teacher 개체를 참조합니다.

마크 지우기

많은 가비지 수집 알고리즘의 기초가 되는 마크 지우기 알고리즘 간단히 말해 표시와 지우기의 두 단계가 있습니다.

Mark: 모든 GC 루트를 순회하고 GC Roots에서 연결할 수 있는 개체를 라이브 개체로 설정합니다.

Clear: 힙의 모든 개체를 순회하고 연결 가능으로 표시되지 않은 개체를 지웁니다.

위 그림의 회색 객체에 주의하세요. GC 루트에서 탐색할 수 없기 때문에(비록 참조 관계가 있지만 GC 루트에서 탐색할 수 없음) 살아있는 객체로 표시되지 않습니다. 청소 과정에서 재활용됩니다.

여기서 주목해야 할 점은 표시 및 지우기 알고리즘을 실행하는 동안 "세계 중지"가 발생하여 Java 프로그램이 표시 중에 새 개체가 생성되지 않도록 일시 중지하고 기다릴 수 있다는 것입니다. 그리고 명확한 프로세스. Java 프로그램을 일시 중지해야 하는 이유는 무엇입니까? 예를 들어, 마킹 작업이 완료된 후 새 객체가 생성되고 해당 객체가 마킹 기간을 놓친 경우 후속 정리 과정에서 새로 생성된 객체는 마킹되지 않았으므로 표시되지 않은 것으로 간주됩니다. 도달할 수 없는 객체가 지워지면 프로그램에 오류가 발생합니다. 따라서 표시 지우기 알고리즘이 실행되면 Java 프로그램이 일시 중지되어 "세계를 중지합니다"가 발생합니다.

다음으로 마크 앤 클리어 알고리즘을 요약해 보겠습니다.

1 많은 메모리 순회 작업이 필요하기 때문에 실행 성능이 낮고 이로 인해 "세상을 멈추는" 시간도 길어지고 Java 프로그램 처리량이 감소합니다.

2. 객체가 지워진 후 지워진 객체가 메모리에서 빈 위치를 유지하여 메모리 중단 및 공간 낭비가 발생하는 것으로 나타났습니다.

다음으로 다른 알고리즘이 이러한 문제를 개선할 수 있는지 살펴보겠습니다.

태그 압축

마크 압축 알고리즘을 생각해 보셨을 것입니다. 이는 마크 제거 알고리즘을 기반으로 압축 프로세스를 추가합니다.

마크 앤 클리어가 완료된 후 메모리 공간을 압축하여 메모리 공간을 절약하고 마크 앤 클리어 알고리즘의 메모리 불연속 문제를 해결합니다.

마크 압축 알고리즘은 "세계를 중지"도 생성하며 Java 프로그램과 동시에 실행할 수 없습니다. 압축 프로세스 중에 일부 개체의 메모리 주소가 변경되며 Java 프로그램은 계속하기 전에 압축이 완료될 때까지만 기다릴 수 있습니다.

복사 알고리즘

복사 알고리즘은 단순히 메모리를 두 개로 나누지만 그 중 하나만 사용하며, 가비지 수집 중에 사용 중인 메모리에 남아 있는 개체를 다른 메모리에 복사합니다. 마지막으로 가비지 수집을 완료하는 데 사용되는 메모리 공간의 개체를 지웁니다. ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ

복제 알고리즘은 마크 압축 알고리즘보다 더 간결하고 효율적이지만 단점은 또한 복사해야 할 개체가 많고 복사 성능이 낮기 때문에 살아남은 개체가 많은 상황에는 적합하지 않습니다. 따라서 복사 알고리즘은 다음 세대의 가비지 수집에 자주 사용됩니다. 새로운 세대에서 살아남는 개체가 적기 때문에 메모리 공간이 줄어들고 복사 비용이 절감됩니다. 또 다른 단점은 메모리 공간 점유 비용이 높다는 점입니다. 두 개의 메모리 공간을 기준으로 객체를 복사하고, 비가비지 수집 주기 동안 하나의 메모리 공간만 사용하므로 메모리 활용도가 낮기 때문입니다.

Summary

위에서 일반적인 가비지 컬렉션 알고리즘을 소개했습니다. 각 알고리즘에는 고유한 장점과 단점이 있습니다. 하지만 JVM에서는 단순히 특정 알고리즘을 사용하는 것이 아니라 일종의 가비지 컬렉션을 사용합니다. 가비지 수집기의 경우 가비지 수집기는 일련의 다양한 알고리즘 조합으로 간주될 수 있습니다. 다양한 시나리오에서 적절한 가비지 수집기를 사용해야만 절반의 노력으로 두 배의 결과를 얻을 수 있습니다. 다음 글에서는 가비지 컬렉터를 소개하겠습니다.

참고 자료: "실용적인 Java 가상 머신" Ge Yiming

"Java 가상 머신에 대한 심층적인 이해(2판)" Zhou Zhiming

위 내용은 jvm 가비지 수집 알고리즘의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!