★沒有一招鮮似的調優秘籍或包羅萬象的性能百科
★GC性能調優需要專門的知識技能纔能解決
★解決的GC性能問題越多,技藝纔會越精湛
★《深入理解JVM & G1 GC》不僅有技術實踐,還有設計原理和目標
★讓你深入掌握GC,積纍更多技術與經驗,
★更好地提升産品性能
2.2.1 引用計數法
引用計數法(Reference Counting)在GC執行垃圾迴收之前,1先需要區分齣內存中哪些是存活對象,哪些是已經死亡的對象。隻有被標記為已經死亡的對象,GC纔會在執行垃圾迴收時,釋放掉其所占用的內存空間,因此這個過程我們可以稱為垃圾標記階段。
引用計數器的實現很簡單,對於一個對象A,隻要有任何一個對象引用瞭A,則A的引用計數器J加1,D引用失效時,引用計數器J減1。隻要對象A的引用計數器的值為0,則對象AJ不可能再被使用。也J是說,引用計數器的實現隻需要為每個對象配置一個整形的計數器即可。引用計數器算法的一大優勢J是不用等待內存不夠用的時候,纔進行垃圾的迴收,WQ可以在賦值操作的同時檢查計數器是否為0,如果是的話J可以立即迴收。
但是引用計數器有一個嚴重的問題,即無法處理循環引用的情況。一個簡單的循環引用問題的描述如下:有對象A和對象B,對象A中含有對象B的引用,對象B中含有對象A的引用。此時,對象A和對象B的引用計數器都不為0,但是在係統中卻不存在任何D3個對象引用瞭A或B。也J是說,A和B是應該被迴收的垃圾對象,但由於垃圾對象間相互引用,從而使垃圾迴收器無法識彆,引起內存泄漏。
如圖2-6所示,構造瞭一個列錶,將Z後一個元素的next屬性指嚮D一個元素,即引用D一個元素,從而構成循環引用。這個時候如果將列錶的頭head賦值為null,此時列錶的各個元素的計數器都不為0,同時也失去瞭對列錶的引用控製,從而導緻列錶元素不能被迴收。
引用計數器擁有一些特性,1先它需要單D的字段存儲計數器,這樣的做法增加瞭存儲空間的開銷。其次,每次賦值都需要更新計數器,這增加瞭時間開銷。再者,垃圾對象便於辨識,隻要計數器為0,J可作為垃圾迴收。接下來它能方便及時地迴收垃圾,沒有延遲性。Z後不能解決循環引用的問題。正是由於Z後一條緻命缺陷,導緻在Java的垃圾迴收器中沒有使用這類算法。
2.2.2 根搜索算法
HotSpot和大部分JVM都是使用根搜索算法作為垃圾標記的算法實現。前麵介紹過的引用計數算法盡管實現簡單,執行效率也不錯,但是該算法本身卻存在一個較大的弊端,甚至會影響到垃圾標記的準確性。由於引用計數算法會為程序中的每一個對象都創建一個私有的引用計數器,D目標對象被其他存活對象引用時,引用計數器中的值則會加1,不再引用時便會減1,D引用計數器中的值為0的時候,J意味著該對象已經不再被任何存活對象引用,可以被標記為垃圾對象。采用這種方式看起來似乎沒有任何問題,但是如果一些明顯已經死亡瞭的對象盡管沒有被任何的存活對象引用,但是它們彼此之間卻存在相互引用時,引用計數器中的值則永遠不會為0,這樣便會導緻GC在執行內存迴收時永遠無法釋放掉這種無用對象所占用的內存空間,J有可能引發內存泄漏。
相對於引用計數算法而言,根搜索算法不僅同樣具備實現簡單和執行高效等特點,更重要的是該算法可以有效地解決在引用計數算法中一些已經死亡的對象因相互引用而導緻的無法正確被標記的問題,防止內存泄漏的發生。簡單來說,根搜索算法是以根對象集閤為起始點,按照從上至下的方式搜索被根對象集閤所連接的目標對象是否可達(使用根搜索算法後,內存中的存活對象都會被根對象集閤直接或間接連接著),如果目標對象不可達,J意味著該對象已經死亡,便可以在instanceOopDesc[ HotSpot在C 代碼中用instanceOopDesc類來錶示Java對象,而該類繼承oopDesc,所以HotSpot中的Java對象也自然擁有oopDesc所聲明的頭部。]的Mark World中將其標記為垃圾對象。在根搜索算法中,隻有能夠被根對象集閤直接或者間接連接的對象纔是存活對象。在HotSpot中,根對象集閤中包含瞭5個元素,Java棧內的對象引用、本地方法棧內的對象引用、運行時常量池中的對象引用、方法區中類靜態屬性的對象引用以及與一個類對應的W一數據類型的Class對象。
顯示全部信息第一段評價 這本書的封麵設計就帶著一種沉靜而厚重的質感,書名“深入理解-JVM&G1 GC”更是直接點明瞭其核心主題。我一直對JVM的底層運作原理充滿好奇,尤其是在處理內存管理和垃圾迴收方麵,總是覺得雲裏霧裏。在實際的開發工作中,雖然大部分時間我們依賴於JVM的自動管理,但當遇到性能瓶頸或者內存泄漏問題時,缺乏對GC機製的深入理解就顯得捉襟見肘。G1 GC作為當前JVM中最具代錶性的垃圾迴收器之一,其高效的吞吐量和可預測的暫停時間,讓它成為瞭許多大型應用的首選。這本書恰恰填補瞭我在這方麵的知識空白。從JVM的內存模型,到各個區域(堆、棧、元空間等)的劃分與作用,再到JVM的類加載機製,這些基礎知識的講解都顯得條理清晰,邏輯性很強。特彆是對G1 GC的介紹,不僅講解瞭其基本概念,如區域劃分、新生代、老年代、Humongous區域,還深入剖析瞭其復製、標記-清除、混閤收集等核心算法。我尤其關注的是G1 GC的觸發條件、暫停時間預測模型以及如何通過JVM參數進行調優,這些都是實踐中非常有價值的內容。讀完這本書,我感覺自己對JVM的理解不再停留在“知道有垃圾迴收”的層麵,而是能夠更深刻地理解其背後的運行機製,這對於我解決實際開發中的性能問題,優化應用程序的內存使用,非常有幫助。
評分第五段評價 這本書的內容非常紮實,絕對是一本值得反復研讀的JVM與G1 GC的深度指南。我之前也讀過一些關於JVM的書籍,但很多都停留在概念的介紹層麵,要麼就是泛泛而談。這本書則不然,它從JVM的內存布局開始,一層一層地剝開,深入到類的加載、連接、初始化過程,再到對象在堆中的分配、逃逸分析的應用,每一個知識點都講解得非常透徹。最讓我感到震撼的是對G1 GC的講解,它不僅僅是描述瞭G1 GC的算法,而是詳細解析瞭其內部的各個組件是如何協同工作的,比如Remembered Set、Collection Set、Humongous Region等概念,以及它們是如何影響GC的性能的。書中還深入探討瞭G1 GC的並發標記階段是如何避免STW的,以及在遇到大對象時是如何處理的。此外,書中還提供瞭一些關於JVM調優的實戰經驗,比如如何根據應用程序的CPU使用率、內存占用情況來選擇閤適的GC算法和參數。我尤其喜歡書中關於GC日誌分析的部分,它提供瞭一套完整的分析框架,能夠幫助開發者快速定位GC性能瓶頸。總而言之,這本書為我打開瞭一扇通往JVM內部世界的大門,讓我對Java虛擬機的理解更加深刻,也讓我能夠更自信地去應對復雜的性能調優挑戰。
評分第三段評價 這本書在我看來,簡直是JVM和G1 GC領域的“百科全書”,又或者說是一本“實戰手冊”。它不僅僅是告訴你“是什麼”,更是告訴你“為什麼”以及“怎麼做”。我之前在學習JVM時,總是會遇到各種各樣的概念,比如Stop-the-world、STW、Young GC、Old GC,但總是理解得模模糊糊,不知道它們之間具體的聯係和影響。這本書的講解方式非常獨特,它沒有枯燥地羅列概念,而是通過生動的比喻和豐富的圖示,將JVM的內部運作過程描繪得淋灕盡緻。對於G1 GC,書中更是花瞭大量的篇幅來剖析其工作流程,從初始標記、並發標記到最終標記,再到現場清理,每一個環節都講解得非常到位,並且解釋瞭G1 GC是如何通過區域化的方式來優化迴收效率的,以及它在應對大堆內存時錶現齣的優勢。最讓我受益匪淺的是書中關於GC日誌分析的部分,它提供瞭詳細的GC日誌字段解讀,以及如何從日誌中識彆齣常見的GC問題,比如頻繁的Young GC、長時間的Old GC、甚至是什麼原因導緻的OOM(Out Of Memory)。我嘗試著將書中的分析方法應用到我自己的項目日誌上,很快就發現瞭一些之前被忽略的性能隱患。這本書的語言風格也比較接地氣,不會讓人覺得晦澀難懂,即使是初學者,也能在循序漸進的講解中逐漸掌握核心知識。
評分第四段評價 我一直認為,要成為一名優秀的Java開發者,深入理解JVM是必不可少的一環,而垃圾迴收機製又是JVM中最復雜也最關鍵的部分之一。在閱讀這本書之前,我對G1 GC的理解僅限於“它比CMS GC更好,暫停時間更短”,但具體好在哪裏,如何實現,以及什麼時候會遇到它的局限性,我卻知之甚少。這本書恰恰滿足瞭我對這份“知之甚少”的求知欲。它以一種非常嚴謹但又不失趣味的方式,將JVM的內存管理、對象生命周期、垃圾迴收的算法原理娓娓道來。書中最讓我印象深刻的是對G1 GC的“區域化”設計理念的詳細闡述,以及它如何在各個階段(如標記、清除、復製)之間巧妙地權衡,以達到吞吐量和延遲的平衡。書中還特彆強調瞭G1 GC的“軟實時”特性,以及如何通過一些JVM參數來調整其行為,使其更符閤不同應用的特點。比如,書中就詳細解釋瞭 `-XX:MaxGCPauseMillis` 這個參數的意義和作用,以及它如何影響G1 GC的迴收策略。此外,書中還穿插瞭一些實際案例,展示瞭如何利用JVisualVM、JMC等工具來監控JVM的運行狀態,並結閤GC日誌進行性能分析。這本書讓我對JVM的理解上升到瞭一個全新的高度,不再隻是一個“黑盒子”,而是能夠清晰地看到其內部的運作邏輯。
評分第二段評價 拿到這本書的時候,我正麵臨著一個棘手的老項目,其中的內存占用一直居高不下,並且偶爾會齣現令人費解的卡頓現象。查瞭很多資料,發現問題的根源很可能齣在JVM的垃圾迴收機製上,但對於如何係統地分析和定位問題,我一直缺乏一個完整的框架。這本書的書名,尤其是“深入理解”這四個字,立刻吸引瞭我,因為它承諾的是一種深度而非淺嘗輒止的講解。翻開目錄,我就看到瞭讓我眼前一亮的內容:不僅僅是G1 GC的算法原理,還包括瞭JVM的調優實戰、性能監控工具的使用、以及如何通過日誌分析來定位GC問題。這正是我急需的!書中對JVM內存區域的講解,雖然基礎,但結閤瞭實際的內存溢齣場景分析,讓我能夠更直觀地理解每個區域的邊界和作用。而G1 GC的部分,更是細緻入微,它詳細解釋瞭G1是如何在新生代和老年代之間動態分配區域,以及它的並發標記、混閤收集等階段是如何協同工作的,特彆是它如何實現對垃圾迴收暫停時間的預測和控製,這對我理解“可預測的暫停”這一概念至關重要。書中還提供瞭一些非常實用的JVM調優參數,並結閤具體案例講解瞭如何根據應用程序的特點來選擇和配置這些參數。通過這本書的學習,我不僅獲得瞭理論知識,更重要的是學會瞭如何運用這些知識去解決實際問題。
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