Сборка мусора и JIT-компиляция

Оптимизация кода на Java

Pavlos Kosmetatos

Lead Engineer @Wealthyhood

Сборка мусора: основы

Ручное управление памятью (C/C++)

Программист явно выделяет и освобождает память
Высокий риск утечек памяти

Сборка мусора в Java

Автоматическое выделение памяти
Автоматическое обнаружение неиспользуемых объектов
Автоматическое освобождение памяти

Как работает сборка мусора

Маркировка: определение достижимых объектов от корней
Очистка: удаление недостижимых объектов

Screenshot 2025-05-11 at 6.58.38 PM.png

Сборка мусора и производительность

Производительность и сборщик мусора

Упрощает разработку, но влечёт за собой накладные расходы

Алгоритмы сборки мусора

Современные JVM предлагают несколько алгоритмов сборки мусора
Выбор зависит от требований приложения
Подробное руководство по алгоритмам можно найти здесь

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

Влияние сборки мусора на производительность

// 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
}

Код, удобный для сборщика мусора

// 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();

JIT-компиляция

Процесс выполнения в JVM:
- Исходный код Java -> Байткод
- Байткод -> Интерпретируемое выполнение
- «Горячие» методы -> Нативный машинный код
Оптимизирует часто выполняемый код

Паттерны кода, удобные для JIT

Пишите предсказуемый код

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

Создавайте небольшие, сфокусированные методы
Небольшие, часто вызываемые методы — идеальные кандидаты для инлайнинга
Сложный код может оптимизироваться менее эффективно

Итоги

Минимизируйте создание объектов на критичных по производительности путях
Пишите предсказуемый код, соответствующий возможностям JIT-оптимизации
Оптимизируйте именно тот код, который важен — сначала проведите профилирование

Давайте потренируемся!

Оптимизация кода на Java