Алгоритмы очистки памяти. Mark–and–Sweep.
Данный алгоритм называется Mark–and–Sweep – "отслеживание и очистка".
Алгоритм очень похож на предыдущий, но с некоторыми улучшениями.
Объекты аллоцируются в памяти и в какой-то момент запускается очистка мусора. Приложение полностью останавливается – здесь все также, как и в предыдущем случае, без остановки никуда.
После остановки мы проходим по всем объектам и помечаем (mark) все "живые" объекты, после чего делаем sweep – чистим и снимаем все пометки с "живых" объектов.
Главным минусом подхода является то, что память становится фрагментированной. Так как получаются целые куски свободной памяти после sweep.
Также при большом количестве "живых" объектов работа алгоритма становится гораздо менее эффективной.
Проиллюстрируем это, красным выделена очищенная область – мусор.
Данный алгоритм называется Mark–and–Sweep – "отслеживание и очистка".
Алгоритм очень похож на предыдущий, но с некоторыми улучшениями.
Объекты аллоцируются в памяти и в какой-то момент запускается очистка мусора. Приложение полностью останавливается – здесь все также, как и в предыдущем случае, без остановки никуда.
После остановки мы проходим по всем объектам и помечаем (mark) все "живые" объекты, после чего делаем sweep – чистим и снимаем все пометки с "живых" объектов.
Главным минусом подхода является то, что память становится фрагментированной. Так как получаются целые куски свободной памяти после sweep.
Также при большом количестве "живых" объектов работа алгоритма становится гораздо менее эффективной.
Проиллюстрируем это, красным выделена очищенная область – мусор.
👍3❤2⚡1✍1🔥1🤓1🫡1
Алгоритмы очистки памяти. Mark–and–Sweep Compact.
В отличии от простого Mark–and–sweep мы ищем "мертвые" объекты, помечаем их для переноса и только после этого останавливаем приложение для очистки памяти.
Так как с "мертвыми" объектами наше приложение уже не работает мы можем искать их параллельно работе приложения. Это очень эффективно, так как мы теперь не тратим время паузы на поиск, как в предыдущих алгоритмах.
После завершения процедуры удаления происходит compact – мы дефрагментируем память. Объекты "сдвигаются" на более близкие адреса.
Плюсы:
– Нет фрагментации памяти;
– Эффективная работа при большом количестве "живых" объектов.
Минусы:
– Плохо работает при большом количестве "мертвых" объектов;
– Compact – дорогостояющая операция, занимающая много времени.
В отличии от простого Mark–and–sweep мы ищем "мертвые" объекты, помечаем их для переноса и только после этого останавливаем приложение для очистки памяти.
Так как с "мертвыми" объектами наше приложение уже не работает мы можем искать их параллельно работе приложения. Это очень эффективно, так как мы теперь не тратим время паузы на поиск, как в предыдущих алгоритмах.
После завершения процедуры удаления происходит compact – мы дефрагментируем память. Объекты "сдвигаются" на более близкие адреса.
Плюсы:
– Нет фрагментации памяти;
– Эффективная работа при большом количестве "живых" объектов.
Минусы:
– Плохо работает при большом количестве "мертвых" объектов;
– Compact – дорогостояющая операция, занимающая много времени.
👍3🔥3❤1✍1⚡1👨💻1🫡1
Реализации Garbage Collector.
– Serial GC
Это последовательная сборка молодого и старого поколения в области памяти Java.
– Parallel GC
Работает также как и Serial GC, но с использованием многопоточности.
– CMS GC (Concurrent Mark–and–Sweep)
Для сборки мусора задействуются несколько потоков, и происходит это через такой же алгоритм, как в Parallel GC.
Использовался до Java 7 и G1.
– G1 GC
Был задуман как замена CMS и разрабатывался для многопоточных приложений, которые характеризуются крупным размером кучи (более 4 ГБ).
– Epsilon
Был выпущен как часть JDK 11. Не реализует никакого реального механизма восстановления памяти. Как только доступная куча исчерпана, JVM завершает работу.
– Shenandoah
Выпущен как часть JDK 12. Ключевое преимущество перед G1 в том, что G1 может эвакуировать области кучи только тогда, когда приложение приостановлено, а Shenandoah перемещает объекты одновременно с приложением.
– ZGC
Выпущен как часть JDK 11 и улучшен в JDK 12. Предназначен для приложений, требующих низкой задержки (паузы в менее чем 10 мс) или задействующих очень большую кучу (несколько терабайт).
– Serial GC
Это последовательная сборка молодого и старого поколения в области памяти Java.
– Parallel GC
Работает также как и Serial GC, но с использованием многопоточности.
– CMS GC (Concurrent Mark–and–Sweep)
Для сборки мусора задействуются несколько потоков, и происходит это через такой же алгоритм, как в Parallel GC.
Использовался до Java 7 и G1.
– G1 GC
Был задуман как замена CMS и разрабатывался для многопоточных приложений, которые характеризуются крупным размером кучи (более 4 ГБ).
– Epsilon
Был выпущен как часть JDK 11. Не реализует никакого реального механизма восстановления памяти. Как только доступная куча исчерпана, JVM завершает работу.
– Shenandoah
Выпущен как часть JDK 12. Ключевое преимущество перед G1 в том, что G1 может эвакуировать области кучи только тогда, когда приложение приостановлено, а Shenandoah перемещает объекты одновременно с приложением.
– ZGC
Выпущен как часть JDK 11 и улучшен в JDK 12. Предназначен для приложений, требующих низкой задержки (паузы в менее чем 10 мс) или задействующих очень большую кучу (несколько терабайт).
👍4🔥4✍1👨💻1🫡1
Цикл while в Java.
Этот цикл в Java структурно выглядит так:
while (expression) {
statement(s)
}
Здесь:
expression – условие цикла, выражение, которое должно возвращать boolean значение.
statement(s) – тело цикла (одна или более строк кода).
Перед каждой итерацией будет вычисляться значение выражения expression. Если результатом выражения будет true, выполняется тело цикла – statement(s).
Этот цикл в Java структурно выглядит так:
while (expression) {
statement(s)
}
Здесь:
expression – условие цикла, выражение, которое должно возвращать boolean значение.
statement(s) – тело цикла (одна или более строк кода).
Перед каждой итерацией будет вычисляться значение выражения expression. Если результатом выражения будет true, выполняется тело цикла – statement(s).
👍6🔥2🎄2⚡1👌1👨💻1
Цикл do..while в Java.
Структура do.. while выглядит так:
do {
statement(s)
} while (expression);
Здесь:
expression – условие цикла, выражение, которое должно возвращать boolean значение.
statement(s) – тело цикла (одна или более строк кода).
В отличие от while, значение expression будет вычисляться после каждой итерации. Если результатом выражения будет true, в очередной раз выполнится тело цикла – statement(s) (как минимум раз).
Структура do.. while выглядит так:
do {
statement(s)
} while (expression);
Здесь:
expression – условие цикла, выражение, которое должно возвращать boolean значение.
statement(s) – тело цикла (одна или более строк кода).
В отличие от while, значение expression будет вычисляться после каждой итерации. Если результатом выражения будет true, в очередной раз выполнится тело цикла – statement(s) (как минимум раз).
👍4✍2🔥2⚡1🥰1👌1👨💻1🫡1🆒1
Цикл for в Java.
Этот Java цикл выглядит так:
for (initialization; termination; increment) {
statement(s)
}
Здесь:
initialization – выражение, которое инициализирует выполнение цикла. Исполняется только раз в начале цикла. Чаще всего в данном выражении инициализируют счетчик цикла.
termination – boolean выражение, которое регулирует окончание выполнения цикла. Если результат выражения будет равен false, цикл for прервется.
increment – выражение, которое исполняется после каждой итерации цикла. Чаще всего в данном выражении происходит инкрементирование или декрементирование переменной счетчика.
statement(s) – тело цикла.
Выражения initialization, termination, increment опциональны. Если опустить каждое из них, мы получим бесконечный цикл:
// бесконечный цикл
for ( ; ; ) {
// код тела цикла
}
Этот Java цикл выглядит так:
for (initialization; termination; increment) {
statement(s)
}
Здесь:
initialization – выражение, которое инициализирует выполнение цикла. Исполняется только раз в начале цикла. Чаще всего в данном выражении инициализируют счетчик цикла.
termination – boolean выражение, которое регулирует окончание выполнения цикла. Если результат выражения будет равен false, цикл for прервется.
increment – выражение, которое исполняется после каждой итерации цикла. Чаще всего в данном выражении происходит инкрементирование или декрементирование переменной счетчика.
statement(s) – тело цикла.
Выражения initialization, termination, increment опциональны. Если опустить каждое из них, мы получим бесконечный цикл:
// бесконечный цикл
for ( ; ; ) {
// код тела цикла
}
👍5⚡1❤1✍1🔥1👨💻1
Цикл for each в Java.
Этот цикл Java – разновидность цикла for для итерации коллекций и массивов.
Структура for each выглядит так:
for (String var : listOfStrings) {
statement(s)
}
Здесь:
listOfStrings – переменная, на которую ссылается существующий список или массив.
String var – определение новой переменной того же типа (String), что и коллекция listOfStrings.
statement(s) – тело цикла.
Данную конструкцию можно прочитать так: “Для каждого var из listOfStrings сделать...”.
Предположим, у нас есть массив строк из названий дней недели (на второй картинке). Теперь попробуйте предположить, что будет выведено после исполнения программы.
Этот цикл Java – разновидность цикла for для итерации коллекций и массивов.
Структура for each выглядит так:
for (String var : listOfStrings) {
statement(s)
}
Здесь:
listOfStrings – переменная, на которую ссылается существующий список или массив.
String var – определение новой переменной того же типа (String), что и коллекция listOfStrings.
statement(s) – тело цикла.
Данную конструкцию можно прочитать так: “Для каждого var из listOfStrings сделать...”.
Предположим, у нас есть массив строк из названий дней недели (на второй картинке). Теперь попробуйте предположить, что будет выведено после исполнения программы.
👍6🔥2⚡1✍1👨💻1
Что такое исключение в Java (Java Exception)?
Исключение (или exception) в Java представляет проблему, которая возникает в ходе выполнения программы.
В случае возникновения в Java исключения (какого-то исключительного события) имеет место прекращение нормального течения программы, и программа/приложение завершаются в аварийном режиме, что не является рекомендованным, и, как следствие, подобные случаи требуют в Java обработку таких исключений.
Существует множество причин, которые могут повлечь за собой возникновение исключения. Приведу в пример ряд подобных сценариев, в контексте которых может произойти исключение:
– Пользователь ввел недопустимые данные;
– Файл, который необходимо открыть, не найден;
– Соединение с сетью потеряно в процессе передачи данных либо JVM исчерпала имеющийся объем памяти;
– Объект, который мы ищем в базе данных, не существует;
– Деление на ноль;
– И еще очень множество примеров.
Некоторые из данных исключений вызваны пользовательской ошибкой, другие – программной ошибкой, в некоторых случаях, причиной тому может послужить сбой в материальных ресурсах.
Можно даже создавать свои исключения (их называют кастомными) на тот или иной случай.
В следующем посте подробно расскажу про иерархию исключений – очень важный раздел в Java, о котором спрашивают практически на любом собеседовании java–разработчика или стажера!
Исключение (или exception) в Java представляет проблему, которая возникает в ходе выполнения программы.
В случае возникновения в Java исключения (какого-то исключительного события) имеет место прекращение нормального течения программы, и программа/приложение завершаются в аварийном режиме, что не является рекомендованным, и, как следствие, подобные случаи требуют в Java обработку таких исключений.
Существует множество причин, которые могут повлечь за собой возникновение исключения. Приведу в пример ряд подобных сценариев, в контексте которых может произойти исключение:
– Пользователь ввел недопустимые данные;
– Файл, который необходимо открыть, не найден;
– Соединение с сетью потеряно в процессе передачи данных либо JVM исчерпала имеющийся объем памяти;
– Объект, который мы ищем в базе данных, не существует;
– Деление на ноль;
– И еще очень множество примеров.
Некоторые из данных исключений вызваны пользовательской ошибкой, другие – программной ошибкой, в некоторых случаях, причиной тому может послужить сбой в материальных ресурсах.
Можно даже создавать свои исключения (их называют кастомными) на тот или иной случай.
В следующем посте подробно расскажу про иерархию исключений – очень важный раздел в Java, о котором спрашивают практически на любом собеседовании java–разработчика или стажера!
👍9🔥2👨💻2❤1✍1🫡1
Иерархия исключений (exceptions) в Java.
Важно выучить иерархию исключений для того, чтобы хорошо ориентироваться в этой области и быть готовым без проблем описать эту структуру на собеседовании!
Все классы исключений в Java представляют подтипы класса java.lang.Exception. Класс исключений является подклассом класса Throwable. Помимо класса исключений существует также подкласс ошибок, образовавшихся из класса Throwable.
Контролируемые исключения – представляют собой вид исключений, которые происходят на стадии компиляции, их также именуют исключениями периода компиляции. Обозначенные исключения не следует игнорировать в ходе компиляции, они требуют должного обращения (разрешения) со стороны программиста.
Неконтролируемые исключения – представляют собой исключения, которые происходят во время выполнения. Они также носят название исключения на этапе выполнения. Данная категория может включать погрешности программирования, такие как логические ошибки, либо неверный способ использования API. Исключения на этапе выполнения игнорируются в ходе компиляции.
Ошибки – не являются исключениями, однако представляют проблемы, которые возникают независимо от пользователя либо программиста. Ошибки в вашем коде обычно игнорируются в виду того, что в редких случаях их обработка окажется результативной. К примеру, ошибка возникнет при переполнении стека. На этапе компиляции они также игнорируются.
Важно выучить иерархию исключений для того, чтобы хорошо ориентироваться в этой области и быть готовым без проблем описать эту структуру на собеседовании!
Все классы исключений в Java представляют подтипы класса java.lang.Exception. Класс исключений является подклассом класса Throwable. Помимо класса исключений существует также подкласс ошибок, образовавшихся из класса Throwable.
Контролируемые исключения – представляют собой вид исключений, которые происходят на стадии компиляции, их также именуют исключениями периода компиляции. Обозначенные исключения не следует игнорировать в ходе компиляции, они требуют должного обращения (разрешения) со стороны программиста.
Неконтролируемые исключения – представляют собой исключения, которые происходят во время выполнения. Они также носят название исключения на этапе выполнения. Данная категория может включать погрешности программирования, такие как логические ошибки, либо неверный способ использования API. Исключения на этапе выполнения игнорируются в ходе компиляции.
Ошибки – не являются исключениями, однако представляют проблемы, которые возникают независимо от пользователя либо программиста. Ошибки в вашем коде обычно игнорируются в виду того, что в редких случаях их обработка окажется результативной. К примеру, ошибка возникнет при переполнении стека. На этапе компиляции они также игнорируются.
👍8🫡2❤🔥1✍1⚡1🔥1👨💻1
Обработка исключений в Java. Блок try/catch.
В случае возникновения в Java исключения (exception), или исключительного события, имеет место прекращение нормального течения программы, и программа/приложение завершаются в аварийном режиме, что не является рекомендованным, и, как следствие, подобные случаи требуют в Java обработку исключений.
Использование ключевых слов try и catch позволяет производить обработку исключения в Java.
Блок try/catch размещается в начале и конце кода, который может сгенерировать исключение. Синтаксис использования try/catch выглядит как на картинке.
Код, предрасположенный к исключениям, размещается в блоке try. Оператор catch включает в себя саму обработку исключения. При возникновении исключения в блоке try, будет выполнена обработка этого исключения в блоке catch, но исключение передается в блок catch и обрабатывается только тогда, когда тип произошедшего исключения в try представлен в блоке catch (на картинке обработано исключение ArrayIndexOutOfBoundsException – номер запрашиваемого индекса массива лежит за пределами длины этого массива, именно это исключение всплывает в блоке try).
За каждым блоком try должен немедленно следовать блок catch, либо блок finally (о нем расскажу в одном из след постах).
В случае возникновения в Java исключения (exception), или исключительного события, имеет место прекращение нормального течения программы, и программа/приложение завершаются в аварийном режиме, что не является рекомендованным, и, как следствие, подобные случаи требуют в Java обработку исключений.
Использование ключевых слов try и catch позволяет производить обработку исключения в Java.
Блок try/catch размещается в начале и конце кода, который может сгенерировать исключение. Синтаксис использования try/catch выглядит как на картинке.
Код, предрасположенный к исключениям, размещается в блоке try. Оператор catch включает в себя саму обработку исключения. При возникновении исключения в блоке try, будет выполнена обработка этого исключения в блоке catch, но исключение передается в блок catch и обрабатывается только тогда, когда тип произошедшего исключения в try представлен в блоке catch (на картинке обработано исключение ArrayIndexOutOfBoundsException – номер запрашиваемого индекса массива лежит за пределами длины этого массива, именно это исключение всплывает в блоке try).
За каждым блоком try должен немедленно следовать блок catch, либо блок finally (о нем расскажу в одном из след постах).
🔥7👍3👨💻2❤1🤔1😱1🫡1