Java的垃圾收集如何工作，如何優化它？

Java的垃圾收集如何工作，如何優化它？

了解Java的垃圾收集

Java's垃圾收集（GC）是一種自動內存管理系統，它恢復了已無法通過該計劃的對象佔用的內存。它使開發人員免於手動記憶分配和交易的負擔，以防止記憶洩漏和懸空指示。該過程通常涉及三個階段：

1. 標記： GC識別仍可到達哪些對象。它從一組根對像開始（例如本地變量，靜態變量和登錄），然後遍歷對像圖，標記每個可觸及的對象。
3. 掃描： GC將無標記的對象（不可涉及的對象）識別為GARBAGE。實時對象更近距離，減少了內存碎片。這改善了內存分配性能。

優化垃圾收集

優化GC並不是要完全消除它 - 這是不可能且不受歡迎的。取而代之的是，優化著重於調整GC以最大程度地減少其停頓和整體開銷。這可以通過各種策略來實現：

• 選擇合適的垃圾收集器： Java提供不同的GC算法（下面討論）。最佳選擇取決於您應用程序的特徵（例如，吞吐量與低延遲）。 The -XX: UseG1GC (Garbage-First Garbage Collector) is often a good starting point for many applications.
• Heap Size Tuning: Setting appropriate heap sizes (using -Xms for initial heap size and -Xmx for maximum heap size) is crucial.太小的堆會導致頻繁的GC週期，而太大的堆可能會浪費記憶並增加GC停頓時間。監視堆的用法是找到正確平衡的關鍵。
• 最大程度地減少對象創建：減少創建的對像數量。在可能的情況下（例如，使用對像池）重複使用對象會大大減少GC負載。
• 避免內存洩漏：識別並修復內存洩漏，其中無意中的對象使對象洩漏超出了其實用性。 Static references and improper use of listeners are common culprits.
• Using Weak References: For situations where you need to hold a reference to an object without preventing it from being garbage collected, use java.lang.ref.WeakReference.
• Profiling and Monitoring: Regularly profile your application's GC behavior to identify瓶頸和改進區域（在下面進行了進一步討論）。

Java中使用的垃圾收集算法是什麼不同？權衡：

• 串行GC：一個簡單的單線讀取GC。僅適用於在單核處理器上運行的小型應用程序。優勢：簡單，低矮的頭頂。弱點：可能會導致長時間的停頓，不適合多核系統和大型應用程序。
• 並行GC（吞吐量收集器）：使用多個線程與應用程序線程同時執行垃圾收集。目的是高通量。優勢：高吞吐量。弱點：在主要集合期間可能會引起長時間的停頓（停止世界停頓）。
• 並發標記掃描（CMS）GC：通過與應用線程同時執行大多數垃圾收集，以實現低停頓時間的目標。優勢：暫停時間。弱點：可以減少吞吐量，更複雜，會導致記憶消耗增加（由於破碎化）。自Java 9.
• G1 GC（垃圾 - 優先GC）以來被棄用：服務器風格的垃圾收集器，設計用於大型堆。將堆分成區域，並優先考慮垃圾最多的地區的垃圾收集。優勢：吞吐量和暫停時間之間的良好平衡，有效地處理大堆。弱點：比簡單的收藏家更複雜。
• z GC：一個為大堆設計的低吊帶時間收集器。使用並發標記和復制技術來最大程度地減少暫停時間。優勢：極低的停頓時間，適合大堆。弱點：相對較新，與成熟的收藏家相比可能具有一些性能限制。
• Shenandoah GC：使用獨特的並發緊湊型算法的低位時期垃圾收集器。優勢：即使有大量堆，暫停時間也很低。弱點：相對較新，與成熟的收藏家相比可能存在一些性能限制。

GC算法的選擇顯著影響應用程序性能。實驗和仔細的監控對於找到最適合您的應用是至關重要的。

我如何有效地監控和故障排除垃圾收集性能問題？

監視和故障排除垃圾收集

有效地監控和故障避免了識別和解決問題，以確定和解決問題。幾種工具和技術可以幫助：

• 使用 JSTAT 命令行工具： JSTAT 提供詳細的GC統計信息，包括使用Java Visual offirant gragrant iveling gragral contracter。活動和其他JVM指標。他們提供堆使用，GC停頓和其他性能指標的視覺表示。
• 使用Java Flight Recorder（JFR）： JFR提供低超過頭的分析功能，使您可以捕獲有關GC活動的詳細信息，而不會顯著影響應用程序性能。這對於識別不頻繁但有影響力的GC暫停特別有用。
• 分析GC日誌：配置您的JVM以生成GC日誌，該日誌可提供有關每個GC週期的詳細信息。分析這些日誌可以幫助查明性能問題的根本原因。諸如GCViewer之類的工具可以幫助可視化和分析這些日誌。
• 堆轉儲：服用堆轉儲（使用 jmap ）允許您在特定時間點分析堆的狀態。這可以幫助確定內存洩漏和其他問題。
• 分析工具：分析工具（例如Yourkit或jprofiler）可以提供對內存使用和GC活動的更深入分析，幫助對象消耗過多的內存或促進頻繁的GC Cycles cance younder cance
瓶頸並有效地解決問題。用法：
• 對象重複使用：盡可能重複使用對象，而不是反复創建新的對象。對像池是重用對象的常見技術。
• 字符串操縱：注意字符串串聯。使用 StringBuilder 或 StringBuffer 用於多個字符串串聯的比使用 重複使用
• 避免不必要的對象創建：
仔細檢查您的代碼以確定不必要的對象的區域。考慮在適當的情況下使用原始類型而不是其包裝器類（除非JVM有效地處理自動氧法）。
• 有效的數據結構：根據應用程序的需求選擇適當的數據結構。使用正確的數據結構可以顯著影響內存使用和性能。
• 資源管理：正確關閉資源（如流和連接），以防止內存洩漏。 Use try-with-resources statements to ensure resources are automatically closed.
• Weak References: Use weak references when appropriate to allow objects to be garbage collected even if they are referenced.
• Caching: Cache frequently accessed data to reduce the number of times you need to create or retrieve objects.
• Code評論：常規代碼評論可以幫助確定改善內存管理和對象創建的領域。

通過遵循這些最佳實踐，您可以大大減少應用程序產生的垃圾量，從而最大程度地減少GC開銷並改善整體性能。請記住，一致的監視和分析對於識別和解決剩餘的性能瓶頸至關重要。

以上是Java的垃圾收集如何工作，如何優化它？的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！