Java Garbage Collector: Funktionsweise und Optimierung file1 1 Java Garbage Collector: Funktionsweise und Optimierung Mathias Dolag Prof. Dr. Peter Mandl (DOAG 2012, 20.11.2012)

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Java Garbage Collector:

Funktionsweise und Optimierung

Mathias Dolag

Prof. Dr. Peter Mandl

(DOAG 2012, 20.11.2012)

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2 Mathias Dolag / Prof. Dr. Peter Mandl (DOAG 2012, 20.11.2012)

Algorithmen

Tuning

Performance-Messungen

Zusammenfassung

Agenda

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Studium

2012: Bachelor of Science

(Wirtschaftsinformatik)

Aktuell: Master Informatik

(Schwerpunkt Software-Engineering)

Beruflich

Software-Entwickler bei iSYS Software GmbH

JavaEE

Rich Client Platform (RCP)

Der Referent

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Algorithmen

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Typische Objektpopulation einer Java-Applikation

Algorithmen – Generational Garbage Collecting

Quelle: Langer, A.; Kreft, K.: Java Core Programmierung. Memory Model und Garbage Collection

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Heap-Aufteilung der Sun/Oracle HotSpot JVM

Minor / Major Collection

Tenuring Threshold

Promotion

Algorithmen - Generational Garbage Collecting II

Quelle: Anlehnung an Langer, A.; Kreft, K.: Java Core Programmierung. Memory Model und Garbage Collection

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Grundlegendster GC-Algorithmus

Nur zwei Phasen

Markierung (Mark)

Aufräumen (Sweep)

Algorithmen – Mark-and-Sweep


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Sun/Oracle HotSpot JVM – Variante

Young Generation = Eden + 2x Survivor Space

Ziele

Promotion in Old Generation herauszögern

Vermeiden von Fragmentierung

Schnelle Allokation neuer Objekte

Algorithmen – Mark-and-Copy

Quelle: Anlehnung an Wie funktioniert der Java Garbage Collector; http://it-republik.de/jaxenter/artikel/2452

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Intergenerational References

Algorithmen – Mark-and-Copy II


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Zusammenschieben/Verdichten überlebender Objekte

Stop-the-World – Algorithmus

Einsatz meist auf Old Generation

Hauptziele

Vermeiden von Fragmentierung

Schnelle Allokation

Serielle und parallele Variante

Algorithmen – Mark-and-Compact

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Algorithmen – Mark-and-Compact II


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Nebenläufig zur Applikation ausführbarer Collector

Old Generation – Algorithmus

Hauptziel: Verkürzung von Stop-the-World – Pausen

Reiner Sweep – Algorithmus Fragmentierung

Allokation neuer Objekte mittels Free Lists

Annahmen über zukünftigen Speicherbedarf

Algorithmen – Concurrent Mark-and-Sweep

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Neuer von Sun/Oracle entwickelter Collector (seit 2004)

Final seit Java 7, experimentell seit Java 6 U14

Vorgebbar: Pausenzeiten / Durchsatz

Verdichtung des Heap über Laufzeit der Applikation

Vorrangiges Aufräumen von Regionen mit hohem

„Müllanteil“

Algorithmen – Garbage First (G1)

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Evakuierung und Verdichtung

Bestimmung eines Collection Set

Zwei Modi: Fully / Partially Young Mode

Algorithmen – Garbage First (G1) II


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Tuning

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Speicherverbrauch verringern

Durchsatz erhöhen

Pausenzeiten verringern

Zielkonflikte

Tuning – Ziele & Kennzahlen

Hoher Durchsatz

Kurze

Pausenzeiten

Geringer

Speicherverbrauch

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Durchsatz erhöhen Anpassung Größenverhältnisse

Young Generation / Old Generation

Eden / Survivor Spaces

Promotion von Objekten verhindern

Parallelen Collector einsetzen (z.B. Parallel Mark-and-Compact)

Pausenzeiten verringern Geeignete Collectoren

CMS / G1

Garbage Collection hinauszögern

Starke Vergrößerung der Old Generation

Objekte in Young Generation sterben lassen

Explizite Garbage Collection auslösen (System.gc();)

Tuning – Maßnahmen

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JVisualVM (inkl. VisualGC-Plugin)

Tuning – Tools

Quelle: http://cybergav.in/wp-content/uploads/2010/01/VisualVM_VisualGC.png

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GCViewer

Tuning – Tools II

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Tuning – Tools III

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Performance Messungen – Ergebnisse

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Performance Messungen – Testumgebung

Apache

Requests

JBoss mit Webshop-System

JBoss mit Webshop-System

JBoss

Requests abspielen Virtuelle Maschine auf dediziertem

Server mit Abbild des Produktiv-Systems

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Garbage Collection Standardeinstellungen

Young Generation: Parallel Mark-and-Copy

Old Generation: Parallel Mark-and-Compact

Parallele GC-Threads: 6

Performance Messungen – Ergebnisse

Durchsatz Gesamtpausenzeit (in sek.)

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Concurrent Mark-and-Sweep

Heap-Größe: 16384MB

Young Generation: Parallel Mark-and-Copy

Old Generation: Concurrent Mark-and-Sweep

Performance Messungen – Ergebnisse II

Durchsatz Durchschnittliche Pausenzeit

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Garbage First (G1)

Heap-Größe: 16384MB

Parallele GC-Threads: 30

Performance Messungen – Ergebnisse III

Durchsatz Pausenvorgabe (ms)

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Zusammenfassung

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Unterschiedlichste Garbage Collectoren

Beste Kennzahlen zur Performance Messung

Durchsatz

Pausenzeit (Stop-the-World-Pause)

Nicht möglich allgemeingültige Garbage Collection -

Einstellungen zu geben

Richtlinien

JVM viel (physikalischen) Arbeitsspeicher zuweisen

Verhältnis Young Generation – Old Generation

Passenden Collector-Typen auswählen

Zusammenfassung

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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit !

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Mathias Dolag

iSYS Software GmbH

Grillparzer Str. 10

80665 München

E-Mail: [email protected]

Telefon: +49 89 / 46 23 28 – 0

Web: http://www.isys-software.de

Prof. Dr. Peter Mandl

Hochschule München

Loth Str. 64

80335 München

E-Mail: [email protected]

Telefon: +49 89 / 1265 – 3704

Web: http://www.prof-mandl.de

Kontaktinformationen

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