.
Как я заметил, многие, начинающие программировать на Java, не вполне чётко представляют себе, как следует управлять ресурсами на этом языке. В данной статье я попытался изложить своё видение на этот аспект программирования.
Что может, а чего не может GC.
Одним из особенностей языка Java является автоматическая сборка мусора - пресловутый Garbage Collector (сокращённо - GC). GC - это фоновый процесс, который занимается поиском и освобождением неиспользуемых объектов. Много копий было сломано в дискуссиях, хорошо это или плохо, причём существенные аргументы есть как у сторонников, так и у противников этой технологии. Но я не об этом. Примем существование GC как данность и рассмотрим особенности программирования в данной среде.
Одним из следствий наличия GC (и отсутствия размещения объектов в стеке) является отсутствие деструкторов, аналогичным существующих в C++ - автоматически вызываемых методов для уничтожения объектов по выходу из области видимости. Вместо них есть другие механизмы, которые позволяют добиться того же самого.
Другим следствием является необходимость следить за ссылками на объекты, потому как GC именно по наличию ссылки на объект определяет его нужность. Для возможности управления строгостью ссылок в JDK 1.2 был введён новый пакет java.lang.ref, классы которого позволяет создавать так называемые "слабые" ссылки на объекты. Это особенно полезно для реализации кэширования объектов.
Начитавшись рекламных статей, может показаться, что очисткой ресурсов вообще не стоит заниматься - всё сделает GC. Тут важно понимать, что в понятие ресурсов входит не только оперативная память, но так же и многое другое. Например - открытые файлы, сокеты, ResultSet-ы и Statement-ы в JDBC, и т.д. С очисткой памяти GC в последних JVM справляется довольно неплохо, но вот освобождение других ресурсов, как правило, нельзя делать асинхронно. В противном случае легко получить так называемые "плавающие" ошибки, которые то появляются, то исчезают.
Над разработкой алгоритма работы GC довольно долго корпели разработчики, так что иногда его поведение может показаться несколько странным. В частности, он может освобождать объекты в произвольном порядке, никак не связанном с порядком их создания или очистки последних ссылок на них. Так же, для примера, в JDK 1.3, GC начинает освобождать объекты только тогда, когда текущий пул памяти заполняется. При этом одновременно, этот пул расширяется, пока не дойдёт до заданного верхнего лимита. Одновременно учитывается время последнего доступа и размер объекта. И т.д. и т.п.
По умолчанию верхний лимит пула зависит от системы. В JDK 1.3 он равен 64 мегабайтам. В некоторых случаях лучше снизить эту планку, особенно когда на машине памяти не очень много - тем самым программа быстрей дойдёт до этого лимита и начнёт использовать память повторно.
Большинство JVM не отдают обратно системе память, которую они забрали под пул. Я знаю только одну JVM, которая это делает - это Microsoft JVM. Все остальные хапают до указанного лимита.
Деструкторов нет. А что вместо?
Многие программисты (особенно только что пересевшие с C++), видят замену деструкторов в виде методов finalize. Это не есть правильно. Во первых, этот метод не вызовется, пока на объект имеются ссылки. Нет гарантии, что он вызовется тогда, когда вам это нужно. Он может вообще никогда не вызваться. Есть, конечно, метод SystemnFinalizersOnExit(), но он уже давно deprecated из-за возможных deadlock-ов. Как справедливо заметил Bruce Eckel в замечательной книжке Thinking in Java метод finalize стоит использовать только для того, чтобы освободить память (или другой, не очень критичный ресурс), выделенную в native методах. Для прочих же ресурсов следует добавить явный вызов метода очистки ресурсов (он может называться по-разному - close, dispose, cleanup, и т.д.), внутри конструкции finally. Внутри finally - для того, чтобы не прозевать какое-нибудь исключение. Пример типичных конструкций:
OutputStream out = new FileOutputStream(...);
try
{
...
}
finally { out.close(); }
PreparedStatement stmt = ...;
try
{
stmt.setInt(1,...);
ResultSet rs = stmt.executeQuery();
try
{
...
}
finally { rs.close(); }
}
finally { stmt.close(); }
Если Вы будете писать программы в таком стиле, то многие проблемы обойдут Вас стороной - поверьте, я уже наступал на эти грабли. :-)
Memory Leak в Java и как с ним бороться.
Казалось бы - какие могут быть Memory Leak (утечки памяти), когда есть GC. Но, тем не менее, они возможны. Эти утечки отличаются по своему происхождению от утечек в C/C++ (таких в Java вообще быть не может, за исключением возможных ошибок в JVM, но этот вариант мы здесь не рассматриваем). Они возникают из-за забытых ссылок.
Например - в GUI часто используется механизм слушателей (Listener-ов). Это когда один объект регистрируется в другом объекте для обратного вызова по наступлению какого-нибудь события. Проблема тут может быть одна - если Вы забудете разрегистрировать объект, когда он становится ненужным. При этом он останется болтаться в списке, ну и GC, разумеется, не будет удалять этот объект, пока не придёт время удалить объект со списком (а этого может и не случиться до завершения программы).
В результате - список будет пухнуть, пухнуть, программа работает всё медленней и медленней, и, в конце концов, вылетает OutOfMemoryError.
Отследить такой сценарий можно при помощи специальных программ - профайлеров. Самые известные на данный момент - JProbe и OptimizeIt.
Бороться с этими вещами довольно просто - надо не забыть разрегистрироваться. Если Вы уверены, что объект-слушатель удаляется вместе с объектом - источником событий (например, когда они оба сидят внутри диалога), то этого делать не нужно - GC сам с ними разберётся.
Кэширование объектов.
Кэширование объектов применяется для повышения производительности. Когда объект меняется редко (или вообще не меняется в процессе работы программы), то часто полезно прочитать его один раз, и запомнить на него ссылку. Но ссылка - это противоречие между алгоритмом работы GC, а значит, этот объект никогда не будет собран GC (даже если он больше не нужен). Иногда это большого значения не имеет (памяти много, или все объекты требуются очень часто), но чаще желательно всё-таки иметь возможность почистить неиспользуемые объекты.
В JDK 1.2 для этих целей были добавлены несколько классов, самые интересные из них - WeakReference и SoftReference. Weak ("слабая") ссылка будет очищена, если на объект нет более "сильных" ссылок и объект попался под руку GC. Soft ("мягкая") ссылка будет очищена, если на объект нет обычных ссылок, и, к объекту не доступались по этой ссылке определённое время (эвристически рассчитываемое в зависимости от текущего окружения). Для кэширования лучше всего подходят ссылки типа Soft, т.к. в них учитывается частота обращения к объекту.
Непосредственно пользоваться этими ссылками не очень удобно, лучше написать контейнер с их использованием. Вот, например реализация класса SoftHashtable:
import java.lang.ref.SoftReference;
import java.util.Hashtable;
public class SoftHashtable extends Hashtable
{
public SoftHashtable() {}
public Object put(Object key,Object obj)
{
SoftReference ref = (SoftReference)super.put(key,new SoftReference(obj));
if( ref==null ) return null;
return ref.get();
}
public Object get(Object key)
{
SoftReference ref = (SoftReference)super.get(key);
if( ref==null ) return null;
return ref.get();
}
public Object remove(Object key)
{
SoftReference ref = (SoftReference)super.remove(key);
if( ref==null ) return null;
return ref.get();
}
}
Этот класс является неполным, при желании Вы можете перекрыть остальные методы Hashtable. С помощью этого класса Вы уже можете легко организовать свой кэш объектов:
private static Hashtable objCache = new SoftHashtable();
public SuperObject getObject(String key)
{
SuperObject o = (SuperObject)objCache.get(key);
if( o==null )
{
o = loadObject(key);
objCache.put(key,o);
}
return o;
}
Таким образом, если GC обнаружит, что памяти осталось мало, а в кэше болтаются объекты, к которым давно никто не обращался, он сможет их почистить.
Другие работы по теме:
Работа с базами данных в JAVA на основе соединения JDBC
Предварительная компиляция SQL-запросов по месту исполнения. Использование инструкции prepareStatement. Использование синтаксиса определения вызова для получения значения, возвращаемого процедурой или функцией. Создание инструкции на выборку по запросу.
JAVA-мидлеты
Многие компании активно используют сотовые телефоны в служебных целях, доверяя им не только связь, но и конфиденциальную информацию, совершенно не задумываясь о возможных последствиях.
Восемь мифов про Java
Java это платформа, современная программная платформа, по большому счету стремящаяся заменить все функции операционной системы. Возможно, это в скором будущем и произойдет.
Разработка приложения на Java
Разработка и создание игры "Змейка". Использование динамически-активных принципов языка Java. Графические объекты программы. Описание игры, правила, теоретические сведения. Классы приложения. Типы данных. Реализация. Метод. Объект. Блок-схема игры.
Выбор и обоснование языка программирования
Java — объектно-ориентированный язык программирования, разрабатываемый компанией Sun Microsystems с 1991 года и официально выпущенный 23 мая 1995 года. Изначально новый язык программирования назывался Oak (James Gosling) и разрабатывался для бытовой электроники, но впоследствии был переименован в Java и стал использоваться для написания апплетов, приложений и серверного программного обеспечения
The Microsoft Antitrust Case Essay Research Paper
The Microsoft Antitrust Case The case against Microsoft was brought buy the U.S. Department of Justice, as well as several state Attorneys General. Microsoft is accused of using and maintaining monopoly power to gain an unfair advantage in the market. The case has been under observation for a long time, but the Justice department is having trouble coming up with substantial evidence against Microsoft.
Microsoft Dilemma Essay Research Paper The Microsoft
Microsoft Dilemma Essay, Research Paper The Microsoft Dilemma During the early 1980 s, a Seattle based company named Microsoft began it s business campaign. Lead by a young computer programmer, Bill Gates, Microsoft would soon become the largest computer software maker in the world. This title did not come without a heavy price.
For Some Odd And Strange Reason Essay
, Research Paper 1/29/01 For Some Odd & Strange Reason It was a cold and blistering December morning on the campus of SUNY Brockport. Waking up and going to class on these dreadful mornings are a students worst nightmare. But for some odd and strange reason, something possessed me to get up early and retrieve a hot cup of java from the college coffee shop, Jitterbugs.
Indonesia Essay Research Paper IndonesiaThis report will
Indonesia Essay, Research Paper Indonesia This report will be on the History in Brief of Indonesia, the Government of Indonesia, the island of Java, and the Geography of Indonesia. In early days, the region from India to Japan, including Indonesia, was known to the Europeans as the Indies. Chris Columbus was looking for a westward sea root from Europe to the Indies, when he arrived in America.
Object Oriented Programming Essay Research Paper IntroductionObject
Object Oriented Programming Essay, Research Paper Introduction Object Orientation has become more and more important in the last years. Object oriented programming was designed for re-use of codes. It is a type of programming in which programmers define not only the data structure, but also the types of operations that can be applied to the data structure.
Programming Languaguages Essay Research Paper Programming LanguagesA
Programming Languaguages Essay, Research Paper Programming Languages A programming language is a set of English-like instructions that includes a set of rules for putting the instructions together to create commands. A translator changes the English-like commands into numeric code that the computer can understand.
Web Application Servers Essay Research Paper Web
Web Application Servers Essay, Research Paper Web App Servers A new breed application platforms known as web app servers, for internet based applications, has been born. These new application development environments provide the means for internet pages to contain and transfer information to and from the client’s browser.
Java Essay Research Paper Java is the
Java Essay, Research Paper Java is the substance whose aroma is awakening the Internet community. It is a new programming language developed by Sun Microsystems that has
Java Essay Research Paper Final Term PaperThe
Java Essay, Research Paper Final Term Paper The Java Revolution Java s new-age design is leading the object-oriented programming language design revolution; allowing even greater portability, state of the art security measures, and more extensive reusability. First, a brief description of what makes a programming language object-oriented so that its importance can be realized.
Java Verses C Essay Research Paper Java
Java Verses C++ Essay, Research Paper Java vs. C++Since their inception, computers have played an increasingly important role in today s society. Advancements in technology have enabled computers to become faster and cheaper. Today, the majority of families own a home computer that is vastly more powerful than giant mainframes of years gone by.
Xml And Java Essay Research Paper XML
Xml And Java Essay, Research Paper XML and Java Abstract Most web developers are intimately familiar with HTML, which is a language for presenting information on-screen so that it can be read by a human. A new markup language is rapidly gaining attention, however. XML allows for the presentation of information which can be read by a computer program.
Microsoft Antitrust Editorial Essay Research Paper Microsoft
Microsoft Antitrust Editorial Essay, Research Paper Microsoft: The Big Bully Stealing Your Lunch Money A monopoly, by definition, is a business or group that engages in unfair and often unethical business practices to control an industry and eliminate all competition that might lessen their profits.
Sun Microsystems Inc Essay Research Paper Sun
Sun Microsystems, Inc. Essay, Research Paper Sun Microsystems, Inc. NASD : SUNW Sector: Technology Industry: Computer Hardware Sun Microsystems, Inc. is a worldwide provider of products, services and support solutions for building
Is Cobol Dead Essay Research Paper There
Is Cobol Dead Essay, Research Paper There is common question being asked by many in the programming world. That question is ?Is COBOL dead?? In spite of the years of criticism and all the predictions that some new language will soon replace COBOL, COBOL continues as a language of business data processing.
Is Cobol Dead Essay Research Paper Is
Is Cobol Dead Essay, Research Paper Is COBOL dead? To be completely honest, I originally had no idea. I knew that I took it as programming class last semester, but I didn’t know how it applied to the business world. Nor, had it ever crossed my mind in the 3+ months that I used it. The fact that you asked the question made me wonder myself, so I had to do some reading.
Pbs Essay Research Paper PROCESS BASED SECURITY
Pbs Essay, Research Paper PROCESS BASED SECURITY, WHAT IS IT AND HOW IT WILL CHANGE YOUR COMPUTER?S LIFE This note is for the purpose of explaining a new way to implement operating system security called process-based security. First, an explanation of traditional operating system security is given. Next, an explanation of process-based security is given.
Making A Web Page Essay Research Paper
Making a Web Page For my science project I chose to create a web (internet) page, dealing with science. This project consists of using a computer and a html editor to create a page that can be found on the internet. The next paragraph will explain how to make an internet page. The steps to making a web page to post on the internet, is very easy.
Java Project Essay Research Paper Jennifer
Java Project Essay, Research Paper // Jennifer Farley // Java Term Project import java.awt.*; import java.applet.*; public class scroll extends java.applet.Applet implements Runnable {
Differences Between Java And C Essay Research
Paper DIFFERENCES BETWEEN JAVA AND C++1 INTRODUCTION Since its release in 1995, Java has been hyped in many places, including computer magazines, broadcast news, and the Internet, as the solution to all problems in the application development community. As it has only been around for approximately 4 years now, it is still emerging into the programming language market.
Globalisation Essay Research Paper It is argued
Globalisation Essay, Research Paper It is argued that globalisation does not necessarily result in the domination and erasure of local cultures but rather engenders a resistance which can take the best of the global and reinforce and revitalise the potency of local cultures. Discuss with reference to the readings and concepts encountered in the subject.
Apple Vs Pc Essay Research Paper Apple
Apple Vs Pc Essay, Research Paper Apple vs. The World Apple vs. The World In past years, Apple was on a downward spiral, but now the Mac is back on the right track. The interim CEO Steve Jobs has brought them from expected quarterly loses to now, first quarter net income of some 150 millions dollars. The question still remains, is Apple back to stay? With the Windows driven world of today, can Apple assert them self to claim market share? Apple?s stunning new hardware, user-friendly operating system, and drive for incredible new technology, will not only compare Apple to traditional PC and software maker but will stun the rest of the computer world along the way.
Conditional And Iterative Data Types Essay Research
Paper Conditional and Iterative A programming language cannot be a programming language with out its conditional and iterative structures. Programming languages are built to accomplish the task of controlling computer input and output. A programmer must use every tool available to complete his/her given tasks, and conditional as well as iterative statements are the most basic items of programming which must be mastered.