Bellek Yƶnetimi Java
James Hartman
ā” Akıllı Ćzet
Bellek Yƶnetimi Java JVM'nin ƧalıÅma zamanı belleÄini Stack, Heap ve diÄer bellek tĆ¼rleri arasında nasıl bƶldĆ¼ÄĆ¼nĆ¼ aƧıklar. CodeAyrıca, statik bƶlgeler, metot ƧaÄrıları sırasında nesne referanslarının nasıl aktıÄı ve Ƨƶp toplayıcının eriÅilemeyen nesneleri nasıl geri kazandıÄı, bƶylece uygulamaların istikrarlı kalması ve bellek sızıntılarından arınması gibi konuları da ele almaktadır.
YıÄın BelleÄi nedir? Java?
YıÄın belleÄi Java YıÄın, her iÅ parƧacıÄı iƧin metot ƧerƧevelerini, yerel deÄiÅkenleri ve referans deÄiÅkenlerini depolayan JVM bellek bƶlgesidir. YıÄına her zaman Son Giren Ä°lk Ćıkar (LIFO) sırasına gƶre eriÅilir, bu nedenle en son ƧaÄrılan metot en Ć¼stte yer alır ve yerel deÄiÅkenleri ƧerƧeveyle birlikte itilir ve Ƨıkarılır.
Her bir iplikƧik Java Sanal makine kendi yıÄınına sahiptir; bu da metot ƧaÄrılarını tasarım gereÄi izole ve iÅ parƧacıÄı gĆ¼venli tutar. int, boolean ve double gibi temel yerel deÄiÅkenler doÄrudan ƧerƧeve iƧinde yer alırken, yıÄında saklanan nesne referansları yıÄında ayrılan nesnelere iÅaret eder.
YıÄın Bellek (Heap Memory) nedir? Java?
YıÄın belleÄi, her veriyi tutan paylaÅılan JVM bƶlgesidir. Java Yeni operatƶr ile oluÅturulan nesne ve diziler, bu nesnelere ait referans deÄiÅkenleriyle birlikte ƶrnek alanlar olarak saklanır. YıÄın'ın aksine, yıÄın tĆ¼m iÅ parƧacıkları arasında paylaÅılır; bu nedenle nesne eriÅimi genellikle senkronizasyon gerektirir.
YıÄın (Heap), Ćƶp Toplayıcı'nın yƶnettiÄi alandır. Modern HotSpot JVM'ler, yıÄını kısa ƶmĆ¼rlĆ¼ nesneler iƧin GenƧ Nesil (Young Generation) ve uzun ƶmĆ¼rlĆ¼ nesneler iƧin Eski Nesil (Old Generation) olmak Ć¼zere ikiye ayırır; sınıf meta verileri ise Metaspace adı verilen ayrı bir yerel bƶlgede saklanır.
Bellek Ayırma Java
Bellek Ayırma Java Bu, JVM'nin program yĆ¼rĆ¼tĆ¼lmesi sırasında deÄiÅkenler, sınıf ve yapı ƶrnekleri iƧin sanal bellek bƶlgeleri ayırma iÅlemidir. Bellek, nesneye bildirim sırasında tahsis edilmez; yalnızca bir referans oluÅturulur. GerƧek nesne tahsisi `new` operatƶrĆ¼ aracılıÄıyla gerƧekleÅir, bu nedenle her nesne yıÄında bulunur.
MKS Java Bellek tahsisi aÅaÄıdaki bƶlĆ¼mlere ayrılmıÅtır:
- yıÄın
- YıÄın
- Code
- Statik
BelleÄin bu Åekilde bƶlĆ¼mlenmesi, ƧalıÅma zamanının etkili bir Åekilde yƶnetilmesi iƧin gereklidir.
- MKS Code Bu bƶlĆ¼m derlediÄiniz bilgileri iƧerir. baytkodu.
- MKS YıÄın bƶlĆ¼m maÄazaları yƶntemler, yerel deÄiÅkenler ve referans deÄiÅkenler.
- MKS yıÄın bƶlĆ¼m iƧerir nesneler ve ayrıca ƶrnek alanlar olarak tutulan referans deÄiÅkenlerini de iƧerebilir.
- MKS Statik bƶlĆ¼m tutuyor statik veri ve statik yƶntemler TĆ¼m ƶrneklerde paylaÅılır.
Yerel ve Ćrnek DeÄiÅken arasındaki fark
JVM'de her bir deÄiÅken tĆ¼rĆ¼nĆ¼n nerede bulunduÄunu anlamak, yıÄın (stack) ve ƶbek (heap) davranıÅını aƧıklamaya yardımcı olur. ƶrnek deÄiÅkeni ilan edildi bir sınıfın iƧinde ancak herhangi bir metodun dıÅındave nesnenin bir parƧası olarak YıÄın Ć¼zerinde yaÅamaya devam ediyor.
class Student{ int num; // num is instance variable public void showData{}
A yerel deÄiÅken ilan edildi Bir metodun iƧinde, metot argĆ¼manları da dahil olmak Ć¼zereve aktif ƧerƧeve iƧindeki yıÄında yer alır.
public void sum(int a){ int x = a + 3; // a, x are local variables }
YıÄın ve YıÄın Arasındaki Fark
JVM iƧinde Stack ve Heap farklı sorunları Ƨƶzer. Stack, her iÅ parƧacıÄına metot kapsamına baÄlı kısa ƶmĆ¼rlĆ¼ veriler iƧin hızlı ve deterministik tahsis saÄlarken, Heap ise herhangi bir iÅ parƧacıÄının referans verebileceÄi uzun ƶmĆ¼rlĆ¼ nesneler iƧin paylaÅılan bir alan saÄlar. AÅaÄıdaki kısa video, takip eden adım adım aƧıklamadan ƶnce bu iki kavram arasındaki farkı ƶzetlemektedir.
Tıkla okuyun videoya eriÅilemiyorsa
Stack ve Heap'in nasıl iÅbirliÄi yaptıÄını gƶrmek iƧin, m1 metodunu ƧaÄıran bir main metodunu ele alalım.
public void m1{ int x = 20; }
JVM yıÄınında, m1 metodu iƧin bir ƧerƧeve oluÅturulur.
AÅaÄıdaki resimde gƶsterildiÄi gibi, m1'deki x deÄiÅkeni de Stack Ć¼zerindeki m1 ƧerƧevesinde oluÅturulur.
Ardından m1 metodu m2 metodunu ƧaÄırır. YıÄında, m1'in ƧerƧevesinin Ć¼zerine m2 iƧin yeni bir ƧerƧeve oluÅturulur.
Yerel deÄiÅkenler b ve c de Stack Ć¼zerindeki m2 iƧin ƧerƧeve iƧerisinde oluÅturulur.
public void m2(int b){ boolean c; }
Ardından, m2 metodu m3 metodunu ƧaÄırır. Yine, aÅaÄıda gƶsterildiÄi gibi, yıÄının en Ć¼stĆ¼nde m3 iƧin bir ƧerƧeve oluÅturulur.
Åimdi diyelim ki m3 metodu, iki bileÅene sahip Account sınıfı iƧin bir nesne oluÅturuyor. ƶrnek deÄiÅkenler int p ve int q.
class Account { int p; int q; }
Ä°Åte m3 metodunun kodu.
public void m3(){ Account ref = new Account(); // more code }
`new Account()` ifadesi, Heap Ć¼zerinde bir Account nesnesi oluÅturur.
Referans deÄiÅkeni ref, m3 iƧin ƧerƧeve iƧindeki Stack Ć¼zerinde oluÅturulur.
Atama operatƶrĆ¼, referans deÄiÅkeninin yıÄındaki nesneye iÅaret etmesini saÄlar.
Metodun yĆ¼rĆ¼tĆ¼lmesi tamamlandıktan sonra, kontrol ƧaÄıran metoda, yani bu durumda m2 metoduna geri dƶner.
m3 metoduna ait ƧerƧeve yıÄından temizlendi.
Referans deÄiÅkeni artık yıÄındaki nesneyi iÅaret etmediÄinden, o nesne Ƨƶp toplama iÅlemine uygun hale gelir.
m2 metodu tamamlandıÄında, yıÄından Ƨıkarılır ve tĆ¼m deÄiÅkenleri kullanılamaz hale gelir. Aynı durum m1 metodu iƧin de geƧerlidir ve sonunda kontrol ana metoda geri dƶner.
Peki ya bir nesne, ƶrnek deÄiÅkeni olarak baÅka bir referansı tutarsa?
public static void main(String args[]) { A parent = new A(); // more code } class A { B child = new B(); int e; } class B { int c; int d; }
Bu durumda, referans deÄiÅkeni olan child, A nesnesinin bir parƧası olarak Heap Ć¼zerinde yer alır ve aÅaÄıda gƶsterildiÄi gibi kendi B nesnesine iÅaret eder.
Ćƶp Toplama Nedir? Java?
Ćƶp Toplama Java JVM'nin bellek yƶnetimini otomatik olarak gerƧekleÅtirdiÄi sĆ¼reƧtir. Ćƶp toplayıcı, artık herhangi bir canlı referanstan eriÅilemeyen nesneleri bulur ve belleklerini geri kazanır. Dinamik bellek tahsisi, `new` operatƶrĆ¼ aracılıÄıyla gerƧekleÅir ve bellek, program nesneye herhangi bir referans tutmadıÄı ana kadar tahsis edilmiÅ olarak kalır.
HiƧbir referans kalmadıÄında, nesnenin artık gerekli olmadıÄı kabul edilir ve kapladıÄı bellek geri kazanılabilir. Bir nesneyi yok etmek iƧin aƧık bir gereklilik yoktur Ć§Ć¼nkĆ¼ Java Atık toplama iÅlemi, Ƨƶp toplama mekanizması aracılıÄıyla otomatik olarak gerƧekleÅtirilir.
Bunun ardındaki teknik Åu Åekilde bilinir: Ćƶp toplamaBelleÄi serbest bırakmayı baÅaramayan programlar, tahsis edilecek hiƧbir Åey kalmadıÄında sonunda Ƨƶker. Bu tĆ¼r programlara bellek yetersizliÄinden kaynaklanan sorunlar denir. bellek sızıntıları. Ćƶp Toplama Java otomatik olarak ƧalıÅır Programın ƶmrĆ¼ boyunca, manuel tahsisat kaldırma yĆ¼kĆ¼nĆ¼ ortadan kaldırır ve sızıntı riskini azaltır.
C dilinde ise bunun aksine, programcı free() fonksiyonu aracılıÄıyla dinamik olarak ayrılan belleÄi serbest bırakmaktan sorumludur. Ä°Åte bu noktada devreye giriyor. Java Bellek yƶnetimi ƶnemli bir avantaj sunuyor.
Modern HotSpot JVM'ler, farklı iÅ yĆ¼kleri iƧin optimize edilmiÅ Ć§eÅitli Ćƶp Toplayıcılar (Garbage Collector) iƧerir. Varsayılan G1 Ćƶp Toplayıcı, Ƨok gigabaytlık yıÄınlarda dengeli verim ve duraklama sĆ¼relerini hedefler. ZGC ve Shenandoah ise Ƨok bĆ¼yĆ¼k yıÄınlarda milisaniyenin altında duraklama sĆ¼releri hedefleyerek, bu ƶzellikleri en Ć¼st seviyeye Ƨıkarır.tracGecikmeye duyarlı hizmetler iƧin idealdir. DoÄru toplayıcıyı seƧmek ve GenƧ Nesil, Eski Nesil ve Metaspace boyutlarını ayarlamak temel bir beceridir. Java Performans ƧalıÅması.
Not: TĆ¼m nesneler, Ƨƶp toplayıcının yƶnettiÄi bellek alanı olan yıÄın (Heap) bƶlĆ¼mĆ¼nde oluÅturulur.
Ćrnek: Ćƶp Toplama Mekanizmasını ĆÄrenmek Java
Bu kılavuz, basit bir programda referansların ne zaman Ƨƶp toplama iÅlemine uygun hale geldiÄini gƶstermektedir.
) 1 Adım AÅaÄıdaki kodu bir editƶre kopyalayın.
class Student{ int a; int b; public void setData(int c,int d){ a=c; b=d; } public void showData(){ System.out.println("Value of a = "+a); System.out.println("Value of b = "+b); } public static void main(String args[]){ Student s1 = new Student(); Student s2 = new Student(); s1.setData(1,2); s2.setData(3,4); s1.showData(); s2.showData(); //Student s3; //s3=s2; //s3.showData(); //s2=null; //s3.showData(); //s3=null; //s3.showData(); } }
) 2 Adım Kodu kaydedin, derleyin ve ƧalıÅtırın. Åemada gƶsterildiÄi gibi, iki nesne ve iki referans deÄiÅkeni oluÅturulur.
) 3 Adım 20, 21 ve 22. satırların yorum satırlarını kaldırın. Kodu kaydedin, derleyin ve ƧalıÅtırın.
) 4 Adım AÅaÄıdaki Åemada gƶsterildiÄi gibi, iki referans deÄiÅkeni artık aynı nesneye iÅaret etmektedir.
) 5 Adım 23. ve 24. satırların yorum satırlarını kaldırın. Kodu kaydedin, derleyin ve ƧalıÅtırın.
) 6 Adım AÅaÄıda gƶsterildiÄi gibi, s2 boÅ deÄer alır, ancak s3 hala nesneye iÅaret eder, bu nedenle nesne henĆ¼z Ćƶp Toplama iƧin uygun deÄildir.
) 7 Adım 25. ve 26. satırların yorum satırlarını kaldırın. Kodu kaydedin, derleyin ve ƧalıÅtırın.
) 8 Adım Bu aÅamada, nesneye iÅaret eden hiƧbir referans kalmadıÄı iƧin Ƨƶp toplama iÅlemine tabi tutulmaya uygun hale gelir. Ćƶp toplayıcı onu bellekten kaldırır ve geri alma imkanı kalmaz.
Bir nesneyi nasıl silerim? Java?
Java Manuel silme operatƶrĆ¼ saÄlamadıÄından, standart yaklaÅım, Ƨƶp toplayıcının onu geri kazanabilmesi iƧin nesneye yapılan tĆ¼m referansları kaldırmaktır.
1) Bir nesneyi Ƨƶp toplama iÅlemine uygun hale getirmek iƧin, o nesneye iÅaret eden tĆ¼m referans deÄiÅkenlerine null deÄeri atayın.
2) Temel veri tipleri nesne deÄildir, bu nedenle onlara null deÄeri atanamaz. Ćevreleyen yıÄın ƧerƧevesi kaldırıldıÄında depolama alanları otomatik olarak geri kazanılır.
