Garbage collection a kompilace Just-In-Time (JIT)

Optimalizace kódu v Javě

Pavlos Kosmetatos

Lead Engineer @Wealthyhood

Garbage collection – základy

Ruční správa paměti (C/C++)

Programátor explicitně alokuje a uvolňuje paměť
Náchylné k únikům paměti

Garbage collection v Javě

Automatická alokace paměti
Automatická detekce nepoužívaných objektů
Automatické uvolňování paměti

Jak funguje garbage collection

Označení: Identifikace dosažitelných objektů z kořenů
Zametení: Odstranění nedosažitelných objektů

Snímek obrazovky znázorňující proces označení a zametení při garbage collection

Garbage collection a výkon

Výkonnostní kompromisy GC

Zjednodušuje vývoj, ale přináší výkonnostní nároky

Algoritmy GC

Moderní JVM nabízejí několik algoritmů garbage collection
Volba závisí na požadavcích aplikace
Podrobný průvodce algoritmy GC naleznete zde

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

Dopad GC na výkon

// Bad - Creating many short-lived objects
for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
    new Object(); // Immediately becomes garbage
}


// vs. Reusing objects
Object obj;
for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
    obj = new Object(); // Only one reference
}

Kód šetrný k GC

// Avoid this in performance-critical code
String result = "";
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
    result += i; // Creates a new String each time
}


// Better approach
StringBuilder builder = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
    builder.append(i); // Reuses the same buffer
}
String result = builder.toString();

Kompilace Just-In-Time

Proces provádění JVM:
- Zdrojový kód Java -> Bytekód
- Bytekód -> Interpretované provádění
- Frekventované metody -> Nativní strojový kód
Optimalizuje často prováděný kód

Vzory kódu přívětivé pro JIT

Pište předvídatelný kód

// Predictable branches help JIT optimization
if (value > 0) {
    // Code A - frequently taken path
} else {
    // Code B - rarely taken path
}

Vytvářejte malé, soustředěné metody
Malé, často volané metody jsou ideálními kandidáty pro inlining
Složitý kód může být optimalizován méně efektivně

Shrnutí

Minimalizujte vytváření objektů ve výkonnostně kritických cestách
Pište předvídatelný kód odpovídající možnostem JIT optimalizace
Optimalizujte skutečně důležitý kód – nejprve proveďte profilování

Lass uns üben!

Optimalizace kódu v Javě