Garbage collection & Just-In-Time (JIT) compilation

การปรับแต่งโค้ดใน Java

Pavlos Kosmetatos

Lead Engineer @Wealthyhood

Garbage collection - พื้นฐาน

การจัดการหน่วยความจำด้วยตนเอง (C/C++)

โปรแกรมเมอร์จัดสรรและคืนหน่วยความจำเอง
มีความเสี่ยงเกิด memory leak

Garbage Collection ของ Java

จัดสรรหน่วยความจำอัตโนมัติ
ตรวจจับออบเจกต์ที่ไม่ได้ใช้งานอัตโนมัติ
คืนหน่วยความจำอัตโนมัติ

Garbage collection ทำงานอย่างไร

Mark: ระบุออบเจกต์ที่ยังเข้าถึงได้จาก root
Sweep: ลบออบเจกต์ที่ไม่สามารถเข้าถึงได้

ภาพหน้าจอแสดงการทำงานของ garbage collection

Garbage collection และประสิทธิภาพ

ผลต่อประสิทธิภาพของ GC

ช่วยให้พัฒนาได้ง่ายขึ้น แต่มีผลกระทบต่อประสิทธิภาพที่ต้องพิจารณา

อัลกอริทึม GC

JVM สมัยใหม่มีอัลกอริทึม garbage collection ให้เลือกหลายแบบ
การเลือกขึ้นอยู่กับความต้องการของแอปพลิเคชัน
อ่านคู่มือเจาะลึกเกี่ยวกับอัลกอริทึม GC ได้ที่นี่

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

ผลกระทบของ GC ต่อประสิทธิภาพ

// 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
}

การเขียนโค้ดที่เป็นมิตรกับ 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();

Just-In-Time compilation

กระบวนการทำงานของ JVM:
- Java source -> Bytecode
- Bytecode -> การรันแบบ interpreted
- Hot methods -> Native machine code
ปรับแต่งโค้ดที่ถูกเรียกใช้บ่อยให้ทำงานเร็วขึ้น

รูปแบบโค้ดที่เป็นมิตรกับ JIT

เขียนโค้ดที่คาดเดาได้

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

เขียนเมธอดขนาดเล็กที่มุ่งเน้นหน้าที่ชัดเจน
เมธอดขนาดเล็กที่ถูกเรียกบ่อยเหมาะสำหรับการ inlining
โค้ดที่ซับซ้อนอาจได้รับการปรับแต่งน้อยกว่า

สรุป

ลดการสร้างออบเจกต์ในส่วนโค้ดที่ต้องการประสิทธิภาพสูง
เขียนโค้ดที่คาดเดาได้และเหมาะกับการปรับแต่งของ JIT
ใช้ profiling เพื่อระบุจุดที่ควรปรับแต่งก่อนลงมือแก้ไข

มาฝึกกันเถอะ!

การปรับแต่งโค้ดใน Java