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Java - Garbage Collector Thiago Bomfim Não use o default

Summary ● O que é o Garbage Collector? ● Como funciona o GC? ● Existe mais de um GC? ● JVM Ergonomics ● Boas práticas

Existem quantos GC? Existe mais de um GC? A) 2 B) 3 C) 4 D) 5 E) > 5

O que é o Garbage Collector? O que é o Garbage Collector? 01

Memory Leak são assassinos silenciosos, devorando lentamente os recursos do sistema, até que um dia toda a aplicação é condenada. Memory Leak O que é o Garbage Collector?

Memory Leak são assassinos silenciosos, devorando lentamente os recursos do sistema, até que um dia toda a aplicação é condenada. Memory Leak O que é o Garbage Collector?

O Garbage Collector é um guardião silencioso da gestão de memória, percorrendo incansavelmente o reino da memória alocada, liberando os fragmentos esquecidos e poupando os desenvolvedores da necessidade da desalocação manual de memória. Garbage Collector O que é o Garbage Collector?

O que é o Garbage Collector?

Como funciona o GC? Como funciona o GC? 02

Estrutura da HEAP Como funciona o GC?

Alocação de Objetos O que é o Garbage Collector?

Eden Space O que é o Garbage Collector?

Survivor Space O que é o Garbage Collector?

Envelhecendo os objetos O que é o Garbage Collector?

Envelhecimento adicional O que é o Garbage Collector?

Aposentadoria O que é o Garbage Collector?

Aposentadoria O que é o Garbage Collector?

Old generation é limpa? O que é o Garbage Collector?

Stop the World (STW) O que é o Garbage Collector?

Latency O que é o Garbage Collector? A latência é uma medida de quanto tempo uma única tarefa leva.

Throughput O que é o Garbage Collector? A taxa de transferência é uma medida de quantas tarefas um aplicativo pode manipular simultaneamente durante um período de tempo.

Latency vs Throughput O que é o Garbage Collector? https://approvedmodems.org/latency-vs-throughput/

Latency vs Throughput O que é o Garbage Collector? https://www.comparitech.com/net-admin/latency-vs-throughput/

Old generation é limpa? O que é o Garbage Collector?

Old Generation CMS O que é o Garbage Collector?

G1 Heap Allocation O que é o Garbage Collector?

Old Generation G1 O que é o Garbage Collector?

Old Generation G1 O que é o Garbage Collector? ● Initial Mark Phase ○ Essa é a primeira fase, na qual o coletor identifica os objetos “vivos” e os marca como objetos ativos, isso é crucial para ser utilizado nas outras etapas. ○ Essa fase é STW(Stop the world) ● Concurrent Marking Phase ○ Determina todos os objetos atualmente alcançáveis (vivos) nas regiões da old generation a serem mantidos para a seguinte fase, remark phase. ● Remark Phase ○ Nessa fase é realizado a identificação quaisquer alterações nos objetos “vivos” que ocorreram na fase anterior. Isso é essencial para a eficácia do G1GC, para isso é feito com STW. ○ Usa o algoritmo Snapshot-at-the-Beginning (SATB), que é muito mais rápido do que o usado com o CMS. ● Copying/Cleanup Phase ○ Atualiza a informação de objetos vivos e regiões totalmente livres, isso é crucial para próximas coletas. (STW) ○ Limpa as regiões, libera o espaço. (Concurrent)

Permanent Generation? O que é o Garbage Collector?

Permanent Generation/Metaspace O que é o Garbage Collector? ● A permanent Generation é destinada para metadados que representam as classes, métodos… ● Desde o Java 8, o nome PermGen foi substituido por Metaspace; -XX:+MaxMetaspaceSize=100m ● Os metadados de classe são desalocados quando a classe Java correspondente é descarregada. ● Unload classes GC

Existe mais de um GC? Existe mais de um GC? 03

Existem quantos GC? Existe mais de um GC? A) 2 B) 3 C) 4 D) 5 E) > 5

Existem quantos GC? Existe mais de um GC? A) 2 B) 3 C) 4 D) 5 E) > 5

Serial GC Existe mais de um GC? ● Serial GC utiliza uma única thread para executar o GC; ● Recomendado para máquinas com 1 CPU; ● Recomendado para máquinas com até 100MB; -XX:+UseSerialGC ● Recomendado para aplicações client-class machine;

Parallel GC Existe mais de um GC? ● Parallel GC utiliza uma multi thread para executar o GC; ● Recomendado para aplicações com médio e grande tamanho; ● Default GC para versões < 9; -XX:+UseParallelGC ● Recomendado para aplicações que tem foco em throughput;

Concurrent Mark Sweep GC (CMS) Existe mais de um GC? ● Deprecated in Java 9 JEP 291 ● Removed in Java 14 JEP 363 ● Foi substituido pelo G1

Garbage-First (G1) GC Existe mais de um GC? ● G1 GC utiliza também multi thread para executar o GC; ● Default GC para versões >= 9 JEP 248; ● Limitar os pause times do GC é, em geral, mais importante do que maximizar o Throughput; ● Evita execução do Full GC também é uma das principais melhorias em comparação ao Parallel GC JEP 156; ● Recomendado para aplicações que buscam balancear a latência e o throughput;

Garbage-First (G1) GC Existe mais de um GC? ● O G1 é um server-style GC adequado para máquinas com vários processadores com grandes memórias; -XX:+UseG1GC ● Prove um equilibrio entre throughput e latency. ● Busca minimizar as chances de memory fragmentation. Para isso ele realiza um processo de compactação, além de possuir um espaço para objetos enormes.

Espsilon GC Existe mais de um GC? ● No-Op GC; -XX:+UseEpsilonGC -XX:+UnlockExperimentalVMOptions ● Não tem latência, pq não há execução do GC, em compensação a um consumo constante de memoria; ● GC lida com a alocação de memória, mas não implementa nenhum mecanismo para limpar a memoria; ● Utilização para benchmark, lambdas, aplicações de curta duração. ● Introduzido no Java 11 como Experimental, JEP 318;

Shenandoah Existe mais de um GC? ● Tem como propósito diminuir a latência, com menores pause times, garantindo um pause time similiar independente do tamanho da Heap. Entretanto, isso afeta o throughput; -XX:+UseShenandoahGC ● Disponível para versões >= 15 JEP 379; ● Ideal para aplicações que buscam um pequeno pause time de forma consistente, seja para 200MB ou 200GB.

ZGC Existe mais de um GC? ● ZGC é um GC projetado para baixa latência e alta escalabilidade. ● Disponível para versões >= 15 JEP 377; ● Um dos objetivos do ZGC é ter pause times menores que 1ms. -XX:+UseZGC ● Suportar aplicações pequenas (MBs) até aplicações muito grandes (TBs). ● Não separa a heap em old e young generation;

Existe mais de um GC?

JVM Ergonomics JVM Ergonomics 04

Qual GC a JVM vai escolher? JVM Ergonomics A) Serial B) G1 C) Depende D) ZGC E) Parallel

Qual GC a JVM vai escolher? JVM Ergonomics A) Serial B) G1 C) Depende D) ZGC E) Parallel

Qual GC a JVM vai escolher? JVM Ergonomics https://github.com/openjdk/jdk/blob/230bcb769a2701b80b4a12a39785f88a1db48ba9/src/hotspot/share/runtime/os.cpp#L1710

Qual GC a JVM vai escolher? JVM Ergonomics Se tiver 2+ processors e > 1792 MB é considerado como um server machine, e será utilizado o G1GC.

Qual GC a JVM vai escolher? JVM Ergonomics Se tiver até 1791 MB é considerado como um client machine, e será utilizado o SerialGC.

O calculo é com base na HEAP JVM Ergonomics

Boas práticas Boas práticas 05

JVM parâmetros Boas práticas

Quanto de memória devo usar? Boas práticas Aloque 75% da memória da heap para JVM. -XX:MaxRAMPercentage=75

Qual GC eu devo utilizar? Boas práticas ● Se sua aplicação for client-side, utilize o SerialGC ● Se sua aplicação for server-side, utilize o default G1GC e verifique as necessidades. ● Se o foco for em throughput, não tiver problemas com latência, utilize o parallelGC. ● Se quiser um equilíbrio entre throughput e latência, utilize o G1GC. ● Se o seu foco for em minimizar latência, e estiver com Java >= 17, pode tentar o ZGC.

Qual GC eu devo utilizar? Boas práticas https://learn.microsoft.com/en-us/azure/developer/java/containers/overview

Garbage-First (G1) GC - Tuning Boas práticas ● XX:MaxGCPauseMillis=200 ● -XX:G1HeapWastePercent=5 - G1 interrompe a fase de recuperação de espaço se o espaço livre para coleta for menor do essa definição ● Evite definir explicitamente o tamanho da young generation com o -Xmn ou -XX:NewRatio ● Se você quiser definir o tamanho da young generation use -XX:G1MaxNewSizePercent=60 or -XX:G1NewSizePercent=5

Recapitulando Recapitulando

● O que é o Garbage Collector? ● Como funciona o GC? ● Existe mais de um GC? ● JVM Ergonomics ● Boas práticas Recapitulando

● GC - https://docs.oracle.com/en/java/javase/20/gctuning/introduction-garbage-collection-tuning.html ● G1 Tuning - https://www.oracle.com/technical-resources/articles/java/g1gc.html ● G1 Step-By-Step - https://www.oracle.com/webfolder/technetwork/tutorials/obe/java/gc01/index.html ● Ergonomics JVM - https://learn.microsoft.com/en-us/azure/developer/java/containers/overview ● GC progress from JDK 8 to JDK 17 - https://kstefanj.github.io/2021/11/24/gc-progress-8-17.html ● Java garbage collection: The 10-release evolution from JDK 8 to JDK 18 - https://blogs.oracle.com/javamagazine/post/java-garbage-collectors-evolution ● Experimental Garbage Collectors in the JVM - https://www.baeldung.com/jvm-experimental-garbage-collectors ● JVM Garbage Collection Basics - https://medium.com/javarevisited/jvm-garbage-collection-basics-edce6791ae98 Recapitulando

https://www.linkedin.com/in/thiagobfim/ https://github.com/ThiagoBfim Referências

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