Garbage Collector - Java, não use o default

2. Java - Garbage Collector Thiago Bomfim Não use o default
3. Summary • O que é o Garbage Collector? • Como funciona o GC? • Existe mais de um GC? • JVM Ergonomics • Boas práticas
4. Existem quantos GC? Existe mais de um GC? A) 2 B) 3 C) 4 D) 5 E) > 5
5. O que é o Garbage Collector? O que é o Garbage Collector? 01
6. 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?
7. 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?
8. 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?
9. O que é o Garbage Collector?
10. Como funciona o GC? Como funciona o GC? 02
11. Estrutura da HEAP Como funciona o GC?
12. Alocação de Objetos O que é o Garbage Collector?
13. Eden Space O que é o Garbage Collector?
14. Survivor Space O que é o Garbage Collector?
15. Envelhecendo os objetos O que é o Garbage Collector?
16. Envelhecimento adicional O que é o Garbage Collector?
17. Aposentadoria O que é o Garbage Collector?
18. Aposentadoria O que é o Garbage Collector?
19. Old generation é limpa? O que é o Garbage Collector?
20. Stop the World (STW) O que é o Garbage Collector?
21. Latency O que é o Garbage Collector? A latência é uma medida de quanto tempo uma única tarefa leva.
22. 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.
23. Latency vs Throughput O que é o Garbage Collector? https://approvedmodems.org/latency-vs-throughput/
24. Latency vs Throughput O que é o Garbage Collector? https://www.comparitech.com/net-admin/latency-vs-throughput/
25. Old generation é limpa? O que é o Garbage Collector?
26. Old Generation CMS O que é o Garbage Collector?
27. G1 Heap Allocation O que é o Garbage Collector?
28. Old Generation G1 O que é o Garbage Collector?
29. 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)
30. Permanent Generation? O que é o Garbage Collector?
31. 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
32. Existe mais de um GC? Existe mais de um GC? 03
33. Existem quantos GC? Existe mais de um GC? A) 2 B) 3 C) 4 D) 5 E) > 5
34. Existem quantos GC? Existe mais de um GC? A) 2 B) 3 C) 4 D) 5 E) > 5
35. 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;
36. 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;
37. 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
38. 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;
39. 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.
40. 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;
41. 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.
42. 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;
43. Existe mais de um GC?
44. JVM Ergonomics JVM Ergonomics 04
45. Qual GC a JVM vai escolher? JVM Ergonomics A) Serial B) G1 C) Depende D) ZGC E) Parallel
46. Qual GC a JVM vai escolher? JVM Ergonomics A) Serial B) G1 C) Depende D) ZGC E) Parallel
47. Qual GC a JVM vai escolher? JVM Ergonomics https://github.com/openjdk/jdk/blob/230bcb769a2701b80b4a12a39785f88a1db48ba9/src/hotspot/share/runtime/os.cpp#L1710
48. 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.
49. Qual GC a JVM vai escolher? JVM Ergonomics Se tiver até 1791 MB é considerado como um client machine, e será utilizado o SerialGC.
50. O calculo é com base na HEAP JVM Ergonomics
51. Boas práticas Boas práticas 05
52. JVM parâmetros Boas práticas
53. Quanto de memória devo usar? Boas práticas Aloque 75% da memória da heap para JVM. -XX:MaxRAMPercentage=75
54. 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.
55. Qual GC eu devo utilizar? Boas práticas https://learn.microsoft.com/en-us/azure/developer/java/containers/overview
56. 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
57. Recapitulando Recapitulando
58. • O que é o Garbage Collector? • Como funciona o GC? • Existe mais de um GC? • JVM Ergonomics • Boas práticas Recapitulando
59. • 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
60. https://www.linkedin.com/in/thiagobfim/ https://github.com/ThiagoBfim Referências