SlideShare a Scribd company logo

Управление памятью в Java: Footprint

•
•
Vladimir Ivanov
Vladimir Ivanov

@ J1 2012 Moscow

Related slideshows

Технологии и продукты Oracle для обработки и анализа Больших Данных
Технологии и продукты Oracle для обработки и анализа Больших ДанныхТехнологии и продукты Oracle для обработки и анализа Больших Данных
Технологии и продукты Oracle для обработки и анализа Больших Данных
 
Что такое Java? Кто такой Java разработчик?
Что такое Java? Кто такой Java разработчик?Что такое Java? Кто такой Java разработчик?
Что такое Java? Кто такой Java разработчик?
 
MySQL 8.0
MySQL 8.0MySQL 8.0
MySQL 8.0
 
1 of 28
Download to read offline
India 3–4 May 2012 San Francisco September 30–October 4, 2012 1 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
Управление памятью в Java: footprint Владимир Иванов Oracle Corporation 2 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 vladimir.x.ivanov@oracle.com reserved.
Содержание • Введение • Структура «кучи» в Java • «Сжатые» указатели • Представление объекта в памяти • Типы ссылок • Итоги 3 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
Введение О чем пойдет речь? • Производительность GC • 3 характеристики • Throughput • Объем вычислительных ресурсов, затрачиваемых на GC • Предсказуемость • На какое время прерывается работа приложения • Footprint • Объем используемой памяти 4 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
Содержание • Введение • Структура «кучи» в Java • «Сжатые» указатели • Представление объекта в памяти • Типы ссылок • Итоги 5 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
Стуктура «кучи» в Java 6 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
Критерии выбора размера хипа • Чем больше памяти, тем лучше для GC • Как для молодого, так и для старшего поколения • Более редкие сборки • Ниже затраты на сборку мусора • Доступный объем памяти ограничен • Физическая память • 32-битный режим • Наличие других приложений в системе 7 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
Содержание • Введение • Структура «кучи» в Java • «Сжатые» указатели • Представление объекта в памяти • Типы ссылок • Итоги 8 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
«Сжатые» указатели -XX:+UseCompressedOops • 32-битные указатели в 64-битном режиме • oop - Ordinary Object Pointer Размер < 4Gb >= 4Gb >= 26Gb «кучи» < 26Gb < 32Gb Режим Zero-based Zero-based Offset-based работы non-aligned 8-byte aligned 8-byte aligned Декоди- не требуется x << 3 offset + x << 3 рование 9 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
«Сжатые» указатели -XX:+UseCompressedOops • Распаковка «сжатых» указателей дешева – 64-bit JVM + zero-based COOPs быстрее 32-bit JVM – 64-bit JVM + offset-based COOPs немного медленнее 64-bit JVM + zero-based COOPs • 1 регистр используется для хранения offset • Работают для «кучи» размером не более 32Gb • ~1.4x увеличение размера данных если выключены • скачок: 32Gb -> 45Gb 10 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
Содержание • Введение • Структура «кучи» в Java • «Сжатые» указатели • Представление объекта в памяти • Типы ссылок • Итоги 11 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
Представление объекта в памяти • Заголовок (12/16/20 байт) – mark word (4/8 байт) – Указатель на класс объекта (4/8 байт) – Длина (только для массива) (4 байта) • Нестатические поля класса / элементы массива 12 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
Представление объекта • new int[1000] • new Integer[1000] • 32-бита: 4+4+4+1000*4 = • 32-бита: 4+4+4+1000*(4+4+4+4) = 4012 байт 16012 байт • 64-бита: 8+8+4+1000*4 = • 64-бита: 8+8+4+1000*(8+8+8+4) = 4020 байт 28020 байт 13 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
Содержание • Введение • Структура «кучи» в Java • «Сжатые» указатели • Представление объекта в памяти • Типы ссылок • Итоги 14 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
Инженерная проблема Кэширование данных • Приложение оперирует объемами данных, существенно превышающими доступную память • Требуется организовать кэширование на уровне приложения 15 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
Типы ссылок в Java • Декларативный API к GC • Контроль достижимости • Представлены в виде объектов • extends java.lang.ref.Reference • 3 типа • «мягкие» • java.lang.ref.SoftReference • «слабые» • java.lang.ref.WeakReference • «фантомные» • java.lang.ref.PhantomReference 16 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
Типы ссылок в Java Как использовать? import java.lang.ref.*; Object obj = new Object(); // strong reference Reference softRef = new SoftReference(obj); // soft reference Reference weakRef = new WeakReference(obj); // weak reference // phantom reference ReferenceQueue reqQueue = new ReferenceQueue(obj); Reference phantomRef = new PhantomReference(obj, refQueue); 17 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
Типы ссылок в Java Уровни достижимости Strongly Softly Weakly Finalizable Phantom reachable reachable reachable reachable Unreachable 18 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
Типы ссылок SoftReference • Удаление softly reachable объекта при нехватке памяти в системе • Гарантии • Все «мягкие» ссылки к soft-достижимым объектам будут очищены до того, как будет брошен OOME • Применение • memory-sensitive caches • Можно контроллировать агрессивность очистки • -XX:SoftRefLRUPolicyMSPerMB 19 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
Типы ссылок WeakReference • Наличие «слабой» ссылки не мешает GC удалить объект • Действия GC • Атомарно очищает все «слабые» ссылки на объект • Если надо, помещает объекты на финали��ацию • Если надо, помещает «слабые» ссылки в очередь • Использование • canonicalizing mappings (interned strings) 20 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
Типы ссылок PhantomReference • Замена финализаторам • Невозможно получить ссылку на объект �� PhantomReference.get() == null • GC помещает «фантомные» ссылки в очередь 21 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
Типы ссылок Чем плохи финализаторы? • Замедление аллокации – Требуется регистрация объектов с нетривиальными финализаторами • 2 цикла GC для удаления объекта • Возможность «воскрешения» объекта • Недетерминированный порядок исполнения • Могут начать выполняться раньше чем кажется • Многопоточность (даже в однопоточном приложении) – Требуется синхронизация при доступе к структурам данных 22 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
Типы ссылок в Java Оповещения об изменении достижимости объекта • Помещение ссылки в очередь • java.lang.ref.ReferenceQueue • Получить оповещение, когда объект становится • softy reachable • weakly reachable • phantom reachable • Невозможно «воскресить» объект из очереди – Reference.get() == null 23 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
Типы ссылок в Java Автоматическая очиста ссылок • «Мягкие» и «слабые» ссылки • Автоматически очищаются GC перед добавлением в очередь • Регистрация в очереди не обязательна • «Фантомные» ссылки • Обязаны быть зарегистрированы в очереди • Объект остается phantom-достижим пока все достижимые «фантомные» ссылки не очищены 24 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
Содержание • Введение • Структура «кучи» в Java • «Сжатые» указатели • Представление объекта в памяти • Типы ссылок • Итоги 25 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
Итоги • Для комфортной работы GC требуется достаточно свободного места в «куче» • «сжатые» указатели работают только до 32Gb • Неоптимальное представление данных может серьезно увеличить расход памяти • За счет java.lang.ref.* API можно уменьшить расход памяти приложением 26 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
Q&A 27 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
India 3–4 May 2012 San Francisco September 30–October 4, 2012 28 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.

More Related Content

Управление памятью в Java: Footprint

  • 1. India 3–4 May 2012 San Francisco September 30–October 4, 2012 1 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
  • 2. Управление памятью в Java: footprint Владимир Иванов Oracle Corporation 2 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 vladimir.x.ivanov@oracle.com reserved.
  • 3. Содержание • Введение • Структура «кучи» в Java • «Сжатые» указатели • Представление объекта в памяти • Типы ссылок • Итоги 3 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
  • 4. Введение О чем пойдет речь? • Производительность GC • 3 характеристики • Throughput • Объем вычислительных ресурсов, затрачиваемых на GC • Предсказуемость • На какое время прерывается работа приложения • Footprint • Объем используемой памяти 4 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
  • 5. Содержание • Введение • Структура «кучи» в Java • «Сжатые» указатели • Представление объекта в памяти • Типы ссылок • Итоги 5 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
  • 6. Стуктура «кучи» в Java 6 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
  • 7. Критерии выбора размера хипа • Чем больше памяти, тем лучше для GC • Как для молодого, так и для старшего поколения • Более редкие сборки • Ниже затраты на сборку мусора • Доступный объем памяти ограничен • Физическая память • 32-битный режим • Наличие других приложений в системе 7 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
  • 8. Содержание • Введение • Структура «кучи» в Java • «Сжатые» указатели • Представление объекта в памяти • Типы ссылок • Итоги 8 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
  • 9. «Сжатые» указатели -XX:+UseCompressedOops • 32-битные указатели в 64-битном режиме • oop - Ordinary Object Pointer Размер < 4Gb >= 4Gb >= 26Gb «кучи» < 26Gb < 32Gb Режим Zero-based Zero-based Offset-based работы non-aligned 8-byte aligned 8-byte aligned Декоди- не требуется x << 3 offset + x << 3 рование 9 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
  • 10. «Сжатые» указатели -XX:+UseCompressedOops • Распаковка «сжатых» указателей дешева – 64-bit JVM + zero-based COOPs быстрее 32-bit JVM – 64-bit JVM + offset-based COOPs немного медленнее 64-bit JVM + zero-based COOPs • 1 регистр используется для хранения offset • Работают для «кучи» размером не более 32Gb • ~1.4x увеличение размера данных если выключены • скачок: 32Gb -> 45Gb 10 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
  • 11. Содержание • Введение • Структура «кучи» в Java • «Сжатые» указатели • Представление объекта в памяти • Типы ссылок • Итоги 11 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
  • 12. Представление объекта в памяти • Заголовок (12/16/20 байт) – mark word (4/8 байт) – Указатель на класс объекта (4/8 байт) – Длина (только для массива) (4 байта) • Нестатические поля класса / элементы массива 12 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
  • 13. Представление объекта • new int[1000] • new Integer[1000] • 32-бита: 4+4+4+1000*4 = • 32-бита: 4+4+4+1000*(4+4+4+4) = 4012 байт 16012 байт • 64-бита: 8+8+4+1000*4 = • 64-бита: 8+8+4+1000*(8+8+8+4) = 4020 байт 28020 байт 13 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
  • 14. Содержание • Введение • Структура «кучи» в Java • «Сжатые» указатели • Представление объекта в памяти • Типы ссылок • Итоги 14 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
  • 15. Инженерная проблема Кэширование данных • Приложение оперирует объемами данных, существенно превышающими доступную память • Требуется организовать кэширование на уровне приложения 15 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
  • 16. Типы ссылок в Java • Декларативный API к GC • Контроль достижимости • Представлены в виде объектов • extends java.lang.ref.Reference • 3 типа • «мягкие» • java.lang.ref.SoftReference • «слабые» • java.lang.ref.WeakReference • «фантомные» • java.lang.ref.PhantomReference 16 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
  • 17. Типы ссылок в Java Как использовать? import java.lang.ref.*; Object obj = new Object(); // strong reference Reference softRef = new SoftReference(obj); // soft reference Reference weakRef = new WeakReference(obj); // weak reference // phantom reference ReferenceQueue reqQueue = new ReferenceQueue(obj); Reference phantomRef = new PhantomReference(obj, refQueue); 17 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
  • 18. Типы ссылок в Java Уровни достижимости Strongly Softly Weakly Finalizable Phantom reachable reachable reachable reachable Unreachable 18 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
  • 19. Типы ссылок SoftReference • Удаление softly reachable объекта при нехватке памяти в системе • Гарантии • Все «мягкие» ссылки к soft-достижимым объектам будут очищены до того, как будет брошен OOME • Применение • memory-sensitive caches • Можно контроллировать агрессивность очистки • -XX:SoftRefLRUPolicyMSPerMB 19 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
  • 20. Типы ссылок WeakReference • Наличие «слабой» ссылки не мешает GC удалить объект • Действия GC • Атомарно очищает все «слабые» ссылки на объект • Если надо, помещает объекты на финализацию • Если надо, помещает «слабые» ссылки в очередь • Использование • canonicalizing mappings (interned strings) 20 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
  • 21. Типы ссылок PhantomReference • Замена финализаторам • Невозможно получить ссылку на объект – PhantomReference.get() == null • GC помещает «фантомные» ссылки в очередь 21 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
  • 22. Типы ссылок Чем плохи финализаторы? • Замедление аллокации – Требуется регистрация объектов с нетривиальными финализаторами • 2 цикла GC для удаления объекта • Возможность «воскрешения» объекта • Недетерминированный порядок исполнения • Могут начать выполняться раньше чем кажется • Многопоточность (даже в однопоточном приложении) – Требуется синхронизация при доступе к структурам данных 22 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
  • 23. Типы ссылок в Java Оповещения об изменении достижимости объекта • Помещение ссылки в очередь • java.lang.ref.ReferenceQueue • Получить оповещение, когда объект становится • softy reachable • weakly reachable • phantom reachable • Невозможно «воскресить» объект из очереди – Reference.get() == null 23 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
  • 24. Типы ссылок в Java Автоматическая очиста ссылок • «Мягкие» и «слабые» ссылки • Автоматически очищаются GC перед добавлением в очередь • Регистрация в очереди не обязательна • «Фантомные» ссылки • Обязаны быть зарегистрированы в очереди • Объект остается phantom-достижим пока все достижимые «фантомные» ссылки не очищены 24 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
  • 25. Содержание • Введение • Структура «кучи» в Java • «Сжатые» указатели • Представление объекта в памяти • Типы ссылок • Итоги 25 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
  • 26. Итоги • Для комфортной работы GC требуется достаточно свободного места в «куче» • «сжатые» указатели работают только до 32Gb • Неоптимальное представление данных может серьезно увеличить расход памяти • За счет java.lang.ref.* API можно уменьшить расход памяти приложением 26 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
  • 27. Q&A 27 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.
  • 28. India 3–4 May 2012 San Francisco September 30–October 4, 2012 28 Copyright © 2012, Oracle and/or its affiliates. All rights Insert Informaion Protection Policy Classification from Slide 7 reserved.