Java - Pengumpulan Sampah

Halo kesana, para penyihir Java masa depan! Hari ini, kita akan memulai perjalanan yang menarik ke dunia Pengumpulan Sampah Java. Jangan khawatir jika Anda baru mengenal pemrograman – saya akan menjadi pemandu ramah Anda, dan kita akan menjelajahi topik ini langkah demi langkah. Jadi, ambil rakit penyusup virtual Anda, dan mari kita bersihkan beberapa memori!

Java - Garbage Collection

Apa itu Pengumpulan Sampah Java?

Bayangkan Anda berada di pesta yang tak pernah berakhir (katakanlah menyenangkan, kan?). Ketika orang-orang menikmati diri mereka, mereka meninggalkan gelas dan piring kosong di mana-mana. Di pesta biasa, Anda harus membersihkan secara manual. Tetapi apa jika ada sistem pembersihan magis yang secara otomatis menghapus sampah tanpa Anda sadari? Itulah esensi dari apa yang dilakukan Pengumpulan Sampah Java untuk program Anda!

Dalam istilah pemrograman, Pengumpulan Sampah (GC) adalah sistem manajemen memori otomatis. Ini mengidentifikasi objek di program Java yang tidak lagi dibutuhkan dan menghapus mereka untuk membebaskan memori. Proses ini terjadi di latar belakang, memungkinkan pengembang untuk fokus pada menulis kode daripada mengelola memori secara manual.

Lihatlah contoh sederhana:

public class ContohPengumpulanSampah {
public static void main(String[] args) {
// Membuat objek baru
String nama = new String("John Doe");

// Variabel 'nama' sekarang menunjuk ke null
nama = null;

// Pada saat ini, objek String "John Doe" asli
// layak untuk pengumpulan sampah

// Menyarankan untuk menjalankan pengumpulan sampah (tidak dijamin)
System.gc();
}
}

Dalam contoh ini, kita membuat objek String "John Doe" dan menugaskan itu ke variabel 'nama'. Ketika kita mengatur 'nama' ke null, objek String asli menjadi tidak dapat dijangkau. Pengumpul Sampah akan menghapus objek ini akhirnya, membebaskan memori yang ditempatinya.

Tipe Pengumpul Sampah

Java menawarkan beberapa tipe pengumpul sampah, masing-masing dengan kekuatan mereka sendiri. Itu seperti memiliki beberapa tim pembersih untuk situasi berbeda. Mari kita kenal dengan tim pembersih kita:

Pengumpul Sampah Serial
Pengumpul Sampah Paralel
Pengumpul Sampah Concurrent Mark Sweep (CMS)
Pengumpul Sampah G1

Berikut adalah tabel praktis yang ringkasan pengumpul-pengumpul ini:

Pengumpul Sampah	Terbaik Untuk	Fitur Utama
Serial GC	Lingkungan single-threaded, dataset kecil	Sederhana dan efisien untuk aplikasi kecil
Parallel GC	Lingkungan multi-threaded, dataset besar	Fokus pada throughputs
CMS GC	Aplikasi yang memerlukan waktu jeda rendah	Operasi konurrent untuk mengurangi jeda
G1 GC	Ukuran heap besar, waktu jeda yang dapat diprediksi	Membagi heap menjadi wilayah untuk pengumpulan yang efisien

Generasi dalam Pengumpulan Sampah

Sekarang, mari kita berbicara tentang bagaimana Java mengorganisir objek untuk pengumpulan sampah. Java menggunakan model pengumpulan sampah generational, yang didasarkan pada pengamatan bahwa sebagian besar objek memiliki masa hidup yang pendek.

Heap (tempat tinggal objek) dibagi menjadi tiga generasi:

Generasi Muda
Generasi Tua (juga disebut Generasi Berstatus)
Generasi Permanen (diganti oleh Metaspace di Java 8+)

Cara yang menyenangkan untuk berpikir tentang ini: Bayangkan kota dengan tiga lingkungan - Youngstown, Oldville, dan Permanentburg.

Generasi Muda (Youngstown)

Ini adalah tempat objek baru lahir. Ini adalah tempat yang sibuk dan dinamis dengan laju putaran yang tinggi. Sebagian besar objek tinggal dan mati di sini tanpa pernah pindah ke area lain.

Generasi Muda lebih lanjut dibagi menjadi tiga ruang:

Ruang Eden: Tempat objek baru dialokasikan.
Ruang Survivor 0 dan Ruang Survivor 1: Tempat objek yang Bertahan di pengumpulan sampah dipindahkan.

Lihatlah contoh pembuatan objek di Generasi Muda:

public class ContohGenerasiMuda {
public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
// Objek-objek ini dibuat di ruang Eden
Object obj = new Object();
}
// Sebagian besar objek ini akan dikumpulkan di Minor GC berikutnya
}
}

Dalam contoh ini, kita membuat 1000 objek. Ini akan awalnya dialokasikan di ruang Eden Generasi Muda.

Generasi Tua (Oldville)

Objek yang Bertahan beberapa pengumpulan sampah di Generasi Muda dipromosikan ke Generasi Tua. Itu seperti komunitas pensiun untuk objek yang berumur panjang.

Berikut adalah contoh objek yang mungkin berada di Generasi Tua:

public class ContohGenerasiTua {
private static final ArrayList<String> daftarPanjangHidup = new ArrayList<>();

public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
daftarPanjangHidup.add("Item " + i);
// Daftar ini kemungkinan dipromosikan ke Generasi Tua
// karena itu tumbuh dan Bertahan beberapa siklus GC
}
}
}

Dalam kasus ini, daftarPanjangHidup kemungkinan dipromosikan ke Generasi Tua karena itu tumbuh dan Bertahan beberapa siklus pengumpulan sampah.

Minor Garbage Collection

Minor GC adalah seperti pembersihan cepat dari Youngstown. Ini cepat dan terjadi secara sering. Ketika Generasi Muda penuh, Minor GC beraksi untuk membersihkannya.

Berikut apa yang terjadi selama Minor GC:

Semua objek di Eden dipindahkan ke salah satu Ruang Survivor.
Objek dari Ruang Survivor saat ini dipindahkan ke Ruang Survivor lain.
Objek yang Bertahan beberapa Minor GC dipromosikan ke Generasi Tua.

Full Garbage Collection

Full GC adalah pembersihan yang lebih menyeluruh yang menutupi både Youngstown dan Oldville. Ini lebih lambat dan kurang sering daripada Minor GC.

Full GC dipicu ketika:

Generasi Tua menjadi penuh
Metaspace menjadi penuh

Berikut adalah contoh yang mungkin memicu Full GC:

public class ContohFullGC {
public static void main(String[] args) {
List<byte[]> daftar = new ArrayList<>();
while (true) {
// Terus mengalokasikan memori
byte[] b = new byte[1024 * 1024]; // 1MB
daftar.add(b);
}
}
}

Program ini terus mengalokasikan memori tanpa melepaskan itu. Akhirnya, itu akan mengisi penuh Generasi Tua dan memicu Full GC.

Menyetel Pengumpul Sampah

Menyetel pengumpul sampah adalah seperti menyetel jadwal pembersihan Anda dengan baik. Ini adalah topik tingkat lanjut, tetapi di sini beberapa tips dasar:

Pilih pengumpul yang tepat untuk aplikasi Anda
Sesuaikan ukuran heap dan ukuran generasi
Atur log GC yang sesuai

Berikut adalah contoh cara menyetel pengumpul sampah dan ukuran heap saat menjalankan aplikasi Java:

java -XX:+UseG1GC -Xmx4g -Xms4g AplikasiSaya

Perintah ini menggunakan Pengumpul Sampah G1 dan menyetel ukuran heap maksimum dan awal ke 4GB.

Ingat, penyetelan pengumpulan sampah sangat bergantung pada aplikasi dan lingkungan Anda yang spesifik. Hal ini sering menjadi proses percobaan dan pengawasan.

Dan itu sudahlah, para murid ku yang tercinta! Kita telah mengambil perjalanan cepat melalui Pengumpulan Sampah Java. Dari pengertian apa itu, menjelajahi jenis pengumpul dan generasi berbeda, hingga melihat bagaimana Minor dan Full GC bekerja, Anda sekarang memiliki dasar-dasar dari aspek krusial ini dari pemrograman Java.

Ingat, Pengumpulan Sampah adalah seperti regu pembersih yang rajin bekerja di belakang layar program Java Anda. Sementara itu melakukan pekerjaannya, Anda dapat fokus pada menulis kode yang menakjubkan. Selamat coding, dan semoga memori Anda selalu bersih dan rapi!

Credits: Image by storyset

Tutorial Sebelumnya:

Java - Formatting Angka Compact

Tutorial Selanjutnya:

Java - Kompiler JIT