Что такое Shenandoah

1️⃣ Как кратко ответить

Shenandoah — это современный сборщик мусора (Garbage Collector) для JVM, разработанный для минимизации пауз при сборке мусора, что делает его подходящим для приложений с низкой задержкой. Он работает параллельно с потоками приложения, обеспечивая предсказуемую производительность.

2️⃣ Подробное объяснение темы

Shenandoah — это сборщик мусора, который был разработан для Java Virtual Machine (JVM) с целью минимизации пауз, связанных с управлением памятью. В отличие от традиционных сборщиков мусора, которые могут приостанавливать выполнение приложения на значительное время, Shenandoah стремится сократить эти паузы до минимума, что особенно важно для приложений, требующих низкой задержки.

Зачем нужен Shenandoah?

В современных приложениях, особенно в реальном времени, таких как финансовые системы, онлайн-игры или системы обработки данных, задержки могут быть критичными. Традиционные сборщики мусора могут вызывать паузы, которые влияют на производительность и пользовательский опыт. Shenandoah решает эту проблему, обеспечивая более предсказуемое время отклика.

Как работает Shenandoah?

Shenandoah использует алгоритм, который позволяет сборщику мусора работать параллельно с потоками приложения. Это достигается за счет использования техники, называемой "двойной маркировкой" (double marking), и алгоритма "двойного копирования" (double copying), что позволяет минимизировать время, в течение которого приложение должно быть приостановлено.

Пример работы Shenandoah

1. Инициализация: При запуске JVM с Shenandoah, он начинает отслеживать объекты в куче, которые больше не используются.

2. Маркировка: Shenandoah использует фазу маркировки, чтобы определить, какие объекты в куче все еще доступны. Это делается параллельно с выполнением приложения, что минимизирует паузы.

3. Компактирование: После маркировки, Shenandoah перемещает живые объекты, чтобы освободить место в куче. Это также делается параллельно, что позволяет избежать длительных пауз.

4. Очистка: Наконец, освобожденное пространство в куче очищается, и оно становится доступным для новых объектов.

Пример кода

public class ShenandoahExample {
    public static void main(String[] args) {
        // Создаем большой массив объектов, чтобы стимулировать сборку мусора
        Object[] objects = new Object[1000000];
​
        for (int i = 0; i < objects.length; i++) {
            objects[i] = new Object(); // Создаем новый объект
        }
​
        // Удаляем ссылки на объекты, чтобы они стали кандидатами на сборку мусора
        for (int i = 0; i < objects.length; i++) {
            objects[i] = null; // Удаляем ссылку на объект
        }
​
        // Запрашиваем сборку мусора
        System.gc(); // Явно вызываем сборщик мусора
    }
}

• Создание массива объектов: Мы создаем массив объектов, чтобы стимулировать работу сборщика мусора.
• Удаление ссылок: Удаляем ссылки на объекты, чтобы они стали недоступными и могли быть собраны.
• Явный вызов сборщика мусора: Вызов System.gc() запрашивает сборку мусора, но это не гарантирует немедленное выполнение. Shenandoah будет работать параллельно, минимизируя паузы.

Применение Shenandoah

Shenandoah особенно полезен в системах, где важна низкая задержка и предсказуемая производительность. Это может быть критично для серверных приложений, где время отклика напрямую влияет на качество обслуживания пользователей. Shenandoah доступен в OpenJDK начиная с версии 12 и может быть активирован с помощью параметра JVM -XX:+UseShenandoahGC.