VM GC HotSpot JVM Oracle OpenJDK Java JVM JVM Java Java 記憶體洩漏 memory leak Java public static void main(string args[]) { int bigarray[] = new int[10000

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笛叙仇
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1 第六章 Java Java Java HotSpot JVM GC Java Java Memory and Concurrency Java 記憶體回收 garbage collection Lisp C C++ free() delete Java Java Java Java 在記憶體管理的基本概念 207

2 VM GC HotSpot JVM Oracle OpenJDK Java JVM JVM Java Java 記憶體洩漏 memory leak Java public static void main(string args[]) { int bigarray[] = new int[100000]; // 使用 big_array 做一些計算並取得結果 int result = compute(bigarray); // 我們不再需要 big_array 了它會在沒有任何參考指向它時, 就會被垃圾回收 // 因為 big_array 是個區域變數, 它會參考至該陣列, 直到方法結束為止 // 但這個方法不會回傳 // 因此, 我們必須明確地擺脫指向自己的參考, 所以讓垃圾回收器知道可以回收該陣列 bigarray = null; // 無窮迴圈, 處理使用者的輸入 for(;;) handle_input(result); HashMap JVM 分配表 allocation table JVM 208 第六章 :Java 處理記憶體與並行處理的方法

3 JVM 可抵達物件 reachable object 活的 live [ 1 ] GC GC root 標記與掃除 mark and sweep 1. 死去 dead 2. 活的 live 3. Memory and Concurrency [ 註 1 ] 從 GC 的根開始的透徹探索程序, 會產生稱為活物件的遞移閉包 (transitive closure) 這個術語是從圖形理論的抽象數學借用來的 Java 在記憶體管理的基本概念 209

4 GC GC 6-1 Eden Survivor Tenured T1 T 第六章 :Java 處理記憶體與並行處理的方法

5 GC stop-the-world, STW GC 安全點 safepoint Java HotSpot GC STW JVM 弱世代假說 weak generational hypothesis, WGH 1 世代 generation transient object 工作集合 working set 6-2 Memory and Concurrency Volume of memory Lifetime 6-2 JVM 如何最佳化垃圾回收機制? 211

6 6-2 HotSpot JVM HotSpot JVM 世代垃圾收集器 generational garbage collector WGH WGH WGH GC GC 撤離 evacuation 撤離收集器 evacuating collector 6-3 Eden Survivor Tenured 第六章 :Java 處理記憶體與並行處理的方法

7 GC HotSpot JVM Eden Nursery JVM SE EE Eden 本地執行緒分配緩衝區 thread-local allocation buffer GC HotSpot 生存者空間 survivor space tenuring threshold 晉升 promote GC Memory and Concurrency HotSpot HotSpot JVM C C++ HotSpot Java JVM GC HotSpot 堆積 213

8 堆積中的物件 Eden GC Eden GC HotSpot GC HotSpot parallel collector concurrent collector HotSpot CMS HotSpot 不是壓縮 compacted HotSpot HotSpot JVM 214 第六章 :Java 處理記憶體與並行處理的方法

9 HotSpot concurrent mark and sweep, CMS CMS 只 STW CMS CMS Friends of jclarity GC CMS CMS GC STW STW STW CPU GC CPU GC Memory and Concurrency G1 Garbage First G1 Java7 Java 6 CMS GC 暫停目標 pause goal CMS HotSpot 堆積 215

10 G1 region G1 G G1 CMS G1 G1 HotSpot Serial SerialOld Incremental CMS 終結 finalization Java Java try-with-resource finalize() finalizer finalizer Oracle OpenJDK 1. 終結佇列 finalization queue GC 216 第六章 :Java 處理記憶體與並行處理的方法

11 2. finalize() 3. finalizer finalizer public static 4. finalize() 5. finalizer 6. finalize() GC GC Java finalizer finalizer finalizer Java try-withresource public native finalize() close() Java Memory and Concurrency JVM finalizer finalizer VM Java Runtime::addShutdownHook() JVM 終結 217

12 finalize() finalizer finalizer finalizer finalize() finalizer finalizer finalizer Java 執行緒 thread Java Java Thread t = new Thread(() -> {System.out.println("Hello Thread");); t.start(); lambda Java lambda Runnable Thread JVM Java 排程器 scheduler CPU Java 執行時期管理並行 runtime-managed concurrency fire and 218 第六章 :Java 處理記憶體與並行處理的方法

13 forget java.util.concurrent Brian Goetz Addison-Wesley Java Concurrency in Practice Java Java Java Thread.State Thread.State NEW start() RUNNABLE BLOCKED synchronized synchronized Memory and Concurrency WAITING Object.wait() Thread.join() TIMED_WAITING Thread.sleep() Object.wait() Thread.join() TERMINATED run() Java 對並行處理的支援度 219

14 6-4 Object.notify( ); Object.notify.All( ); Sleeping Waiting Thread.sleep( ); Thread.wait( ); start( ); Ready to run Chosen by scheduler Scheduler swap Running (executing) Data/sync received Done Dead (finished) Blocked on IO or sync Another thread closes socket 6-4 Thread.sleep() try { Thread.sleep(2000); catch (InterruptedException e) { e.printstacktrace(); Thread 220 第六章 :Java 處理記憶體與並行處理的方法

15 Java Java 6-5 Eden Survivor Tenured Memory and Concurrency T1 T2 6-5 Java 預設是可見的 visible by default Java Java 對並行處理的支援度 221

16 Java 可變的 mutable final Java 安全的多執行緒程式 safe multithreaded program 5 CPU Java 5 即使程式遵守安全規則並行性安全 concurrently safe 222 第六章 :Java 處理記憶體與並行處理的方法

17 讀取 read Java 排外 exclusion ATM public class Account { private double balance = 0.0; // 必須大於等於 0 // 假設其他屬性 ( 如 name) 與方法 ( 如 deposit() checkbalance(), 以及 dispensenotes()) 的存在 public Account(double openingbal) { balance = openingbal; public boolean withdraw(double amount) { if (balance >= amount) { try { Thread.sleep(2000); // 模擬風險檢查 catch (InterruptedException e) { return false; balance = balance -amount; dispensenotes(amount); return true; return false; Memory and Concurrency withdraw() balance >= 0 balance < 0 Java 對並行處理的支援度 223

18 Java synchronized synchronized Java critical section Java 監控器 monitor 鎖 lock synchronized synchronized synchronized 不會讀取 synchronized 224 第六章 :Java 處理記憶體與並行處理的方法

19 synchronized synchronized JVM synchronized JVM CPU ATM volatile Java volatile volatile volatile run-untilshutdown graceful completion Runnable private volatile boolean shutdown = false; public void shutdown() { shutdown = true; Memory and Concurrency public void run() { while (!shutdown) { //... 處理另一個任務 shutdown() BlockingQueue shutdown() shutsown true Java 對並行處理的支援度 225

20 Thread Thread Thread getid() ID long ID getpriority() setpriority() 1 10 setname() getname() jvisualvm 378 VisualVM getstate() Thread.State 219 isalive() start() run() run() return 226 第六章 :Java 處理記憶體與並行處理的方法

21 interrupt() sleep() wait() join() Thread interrupt() InterruptedException I/O I/O ClosedByInterruptException true join() Thread setdaemon() 使用者執行緒 user thread daemon 執行緒 daemon thread daemon setdaemon() setuncaughtexceptionhandler() // 這個執行緒剛拋出例外 Thread handledthread = new Thread(() -> { throw new UnsupportedOperationException(); ); Memory and Concurrency // 給執行緒一個名稱, 以輔助除錯 handledthread.setname("my Broken Thread"); // 這是針對錯誤的處理程序 handledthread.setuncaughtexceptionhandler((t, e) -> { System.err.printf("Exception in thread %d '%s':" + "%s at line %d of %s%n", t.getid(), // 執行緒的 id t.getname(), // 執行緒的名稱 e.tostring(), // 例外名稱與訊息 e.getstacktrace()[0].getlinenumber(), e.getstacktrace()[0].getfilename()); ); handledthread.start(); Java 對並行處理的支援度 227

22 Thread Thread Java API Java API 所有 stop() Thread.stop() stop() suspend() resume() countstackframes() suspend() resume() destroy() suspend() 228 第六章 :Java 處理記憶體與並行處理的方法

23 Object[] synchronized Java 重新進入 reentrant [ 2 ] Java wait() notify() Object Java wait() notifyall() /* * 有個執行緒會呼叫 push(), 把一個物件放在佇列上 * 另一個執行緒會呼叫 pop(), 把物件從佇列取出 * 若沒有資料,pop() 會等到有一些資料, 使用 wait()/notify() */ public class WaitingQueue<E> { LinkedList<E> q = new LinkedList<E>(); // 儲藏庫 public synchronized void push(e o) { q.add(o); // 將物件附加到串列的結尾 this.notifyall(); // 告訴等待中的執行緒, 資料已備妥 public synchronized E pop() { while(q.size() == 0) { try { this.wait(); catch (InterruptedException ignore) { Memory and Concurrency [ 註 2 ] Java 的外部, 並非所有的鎖定實作都具備這個特性操作執行緒 229

24 return q.remove(); pop() WaitingQueue wait() push() wait() notify() synchronized Java Java Java Shared, visible-by-default mutable state preemptive thread scheduling Object state can only be protected by locks Java 230 第六章 :Java 處理記憶體與並行處理的方法

Chapter 9: Objects and Classes

Chapter 9: Objects and Classes Java application Java main applet Web applet Runnable Thread CPU Thread 1 Thread 2 Thread 3 CUP Thread 1 Thread 2 Thread 3 ,,. (new) Thread (runnable) start( ) CPU (running) run ( ) blocked CPU sleep(