Garbage collection i kompilacja Just-In-Time (JIT)

Optymalizacja kodu w Javie

Pavlos Kosmetatos

Lead Engineer @Wealthyhood

Garbage collection – podstawy

Ręczne zarządzanie pamięcią (C/C++)

Programista jawnie alokuje i zwalnia pamięć
Podatne na wycieki pamięci

Garbage Collection w Javie

Automatyczna alokacja pamięci
Automatyczne wykrywanie nieużywanych obiektów
Automatyczne odzyskiwanie pamięci

Jak działa garbage collection

Oznaczanie: Identyfikacja obiektów osiągalnych z korzeni
Zamiatanie: Usuwanie obiektów nieosiągalnych

Zrzut ekranu przedstawiający fazy garbage collection

Garbage collection a wydajność

Kompromisy wydajnościowe GC

Upraszcza tworzenie aplikacji, ale wiąże się z kosztami wydajnościowymi

Algorytmy GC

Nowoczesne JVM oferują kilka algorytmów garbage collection
Wybór zależy od wymagań aplikacji
Szczegółowy przewodnik po algorytmach GC dostępny jest tutaj

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

Wpływ GC na wydajność

// 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
}

Kod przyjazny 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();

Kompilacja Just-In-Time

Proces wykonania JVM:
- Kod źródłowy Java -> Bytecode
- Bytecode -> Wykonanie interpretowane
- Gorące metody -> Natywny kod maszynowy
Optymalizuje często wykonywany kod

Wzorce kodu przyjazne JIT

Pisz przewidywalny kod

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

Twórz skoncentrowane, małe metody
Małe, często wywoływane metody to idealni kandydaci do inliningu
Złożony kod może być optymalizowany mniej skutecznie

Podsumowanie

Minimalizuj tworzenie obiektów w krytycznych ścieżkach wydajnościowych
Pisz przewidywalny kod zgodny z możliwościami optymalizacji JIT
Skupiaj optymalizację na tym, co naprawdę ważne – najpierw profiluj

Czas na ćwiczenia!

Optymalizacja kodu w Javie