Garbage Collection & Just-In-Time (JIT) Compilation

Codeoptimierung in Java

Pavlos Kosmetatos

Lead Engineer @Wealthyhood

Garbage Collection – Grundlagen

Manuelles Speichermanagement (C/C++)

Programmierer:in weist Speicher zu und gibt ihn frei
Anfällig für Lecks

Javas Garbage Collection

Automatische Speicherzuweisung
Automatisches Erkennen ungenutzter Objekte
Automatisches Freigeben von Speicher

So funktioniert Garbage Collection

Mark: Erreichbare Objekte von den Roots aus markieren
Sweep: Unerreichbare Objekte entfernen

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Garbage Collection und Performance

GC: Performance-Abwägungen

Vereinfacht die Entwicklung, hat aber Performance-Kosten

GC-Algorithmen

Moderne JVMs bieten mehrere Garbage-Collection-Algorithmen
Die Wahl hängt von den Anforderungen der Anwendung ab
Eine ausführliche Anleitung zu GC-Algorithmen findest du hier

¹ https://www.baeldung.com/jvm-garbage-collectors

Auswirkungen auf die GC-Performance

// Schlecht – viele kurzlebige Objekte erzeugen
for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
    new Object(); // Wird sofort zu Garbage
}


// vs. Objekte wiederverwenden
Object obj;
for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
    obj = new Object(); // Nur eine Referenz
}

GC-freundliches Coding

// In performancekritischem Code vermeiden
String result = "";
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
    result += i; // Erstellt jedes Mal ein neues String-Objekt
}


// Besserer Ansatz
StringBuilder builder = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
    builder.append(i); // Nutzt denselben Puffer
}
String result = builder.toString();

Just-In-Time-Kompilierung

JVM-Ausführungsprozess:
- Java-Quelltext -> Bytecode
- Bytecode -> Interpretierte Ausführung
- Heiße Methoden -> Nativer Maschinencode
Optimiert häufig ausgeführten Code

JIT-freundliche Muster

Schreib vorhersagbaren Code

// Vorhersagbare Verzweigungen helfen der JIT-Optimierung
if (value > 0) {
    // Code A – häufig genommener Pfad
} else {
    // Code B – seltener Pfad
}

Erstelle fokussierte, kleinere Methoden
Kleine, oft aufgerufene Methoden sind ideal fürs Inlining
Komplexer Code wird oft weniger effektiv optimiert

Zusammenfassung

Minimiere Objekterzeugung in performancekritischen Pfaden
Schreib vorhersagbaren Code, der zu JIT-Optimierungen passt
Optimiere gezielt das, was zählt – nach vorherigem Profiling

Lass uns üben!

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