Mark – Compact GC & Performancemessungen Bernhard Prügl,

2/18 Inhalt Motivation für Mark – Compact Algorithmenüberblick 4 Algorithmen im Detail Zusammenfassung Algorithmen Performance der verschieden Garbage Collection Strategien

3/18 Motivation für Mark – Compact Lange Programmlaufzeit führt zu Fragmentierung, welche folgende Probleme verursacht: Aufwand zum Anlegen neuer Objekte steigt Speicher wird nicht optimal ausgenützt Nacheinander angelegte Objekte oft nicht nebeneinander Mark-Compact reduziert diese Probleme

4/18 Algorithmenüberblick Grundsätzliche 3 Phasen: 1. Markieren der lebendigen Knoten. 2. Kompaktierung des Speichers (Knoten verschieben). 3. Aktualisieren der Zeiger auf verschobene Knoten. Kriterien anhand derer eine Einteilung möglich ist: Einteilung nach Art wie verschobene Knoten angeordnet werden. 2 oder 3 Durchläufe zum Kompaktieren. Einteilung nach zusätzlich benötigten Speicher Weitere Anforderungen, z.B. nur Knoten gleicher Größe

5/18 Zwei Finger Algorithmus 2 Zeiger "free" sucht freien Speicher "live" sucht lebendige Knoten "live" wird auf "free" verschoben Neue Adresse wird in "live" hinterlassen

6/18 Lisp 2 Algorithmus (1/2) Adressenweiterleitend Zusätztliche Speicherzelle im Header jedes Knoten "free" läuft von Anfang bis Ende Neue Adresse wird in Header jedes Knoten geschrieben

7/18 Lisp 2 Algorithmus (2/2) 2.Durchlauf: interne Zeiger aktualisieren anhand der Adresseinträge in den Headern 3.Durchlauf: Knoten tatsächlich verschieben

8/18 Haddon-Waite Algorithmus (1/2) Tabellenbasiert Zeiger durchläuft Speicher von Anfang bis Ende Knoten werden sofort verschoben Information über Verschiebung in Tabelle eintragen

9/18 Haddon-Waite Algorithmus (2/2) Tabelle am Ende des bearbeiteten Bereichs wird bei Bedarf verschoben Am Ende muss Tabelle sortiert werden 2. Durchlauf: interne Zeiger mit Hilfe der Tabelle aktualisieren

10/18 Threading Zeiger werden verbogen durch tauschen der Inhalte P enthält eine Liste mit allen Zeigern die auf P zeigen Info im letzten Knoten

11/18 Jonkers Algorithmus (1/2) Threaded Zuerst vorwärtszeigende Zeiger threaden Wird P erreicht werden alle schon gethreadeden Knoten aktualisiert

12/18 Jonkers Algorithmus (2/2) Vorwärtszeigende Zeiger zeigen jetzt auf zukünftiges P Rückwärtszeigende Zeiger werden gethreaded 2. Durchlauf: Knoten verschieben Alle rückwärtszeigenden Zeiger aktualisieren

13/18 Überblick Geeigneter Algorithmus muss entsprechend Vorgaben gewählt werden.

14/18 Performance Performancemessungen in GC Bereich Messungen auf AMD Athlon XP 2600+, ausgeführt von Stephen M Blackburn, Graphiken: Laufzeitmessungen des gesamten Programms und der Garbage Collection allein Cache Misses bei verschiedenen GC Strategien Performance in Generationensystemen

15/18 Laufzeitmessungen X-Achse: Heap GrößeY-Achse: Zeit

16/18 Cache Misses X-Achse: Heap GrößeY-Achse: Zeit (a) / Cache Misses (b - d)

17/18 Performance in Generationensystemen X-Achse: Speichergröße für neue Objekte Y-Achse: Zeit (a-c) / Cache Misses (d-f)

18/18 Danke für eure Aufmerksamkeit