Application Memory Model

2016 года

вашего приложения
Pagination и swapping
Application memory footprint
Application life cycle с точки

зрения памяти
Heap vs. Stack
Garbage Collection, “stop the world”
Embedded systems с точки зрения памяти
Как сделать приложение медленным?
Многопоточность и память

распределение и выделение памяти на ней же
Приложение может при старте

запросить кусок памяти и, скорее всего, оно его получит
Память - ресурс разделяемый и ограниченный
Производительность приложения не зависит от того, сколько памяти оно использует, а от того, КАК оно её использует
Хитрые системщики придумали разные штуки, чтобы управлять памятью более эффективно. Как мы, прикладные программисты, можем свести их усилия на нет?
Ручное управление памятью - вот тебе нога, а вот дробовик

— сегмент кода. Содержит исполняемый код.
DATA — сегмент статических данных.

Содержит константы и прочие статические данные (вычисляемые при компиляции/сборке).
STACK — сегмент стека. Содержит данные для используемых функций (локальные переменные).
HEAP — сегмент динамических данных ("куча”). Содержит динамические данные для всей программы.

память делится на сегменты (страницы) фиксированного размера
При изменении страницы в

памяти приложением, она помечается как “грязная” и должна быть записана на диск перед выгрузкой
Если не записать содержимое - оно исчезнет, а ОС будет очень расстроена (BSOD, kernel panic, взрыв на производстве)
Виртуальная память использует этот механизм чтобы обманывать программистов
Процесс чтения/записи и загрузки/выгрузки страниц называется свопинг (swapping)
Такое веселье делает возможным memory thrashing (пробуксовка)

так много?
Подозрение на memory leak
Подозрение на кривую либу
Подозрение на кривые

руки
Подозрение на несправедливость вселенной
Не аллоцируй в цикле и будешь счастлив

средствами ОС.
Приложение старутет, ОС грузит всё, что ему нужно для

работы (код, данные, библиотеки)
Приложение получает управление, грузит всё, что считает нужным (обычно всякий мусор)
Приложение выделяет память и освобождает память по-ходу своего выполнения
Приложение запрашивает ещё памяти, ОС предоставляет (или нет) ещё памяти
По завершению выполнения память у приложения отбирают и ОС её утилизирует

фрагментации и “загрязнению”. Выход - garbage collection.
Garbage Collection - неэффективный

костыль и большущий оверхед, но мы любим его. За что?
Управление памятью - бесконечная гонка оптимизаций и глупых программистов
“Зачем мне ваще париться? Оно же само почистит!” и другие цитаты великих людей
Stop the world - решение проблем в лоб
Разные GC для разных целей (на примере Java)

для других целей
Оптимизируем, как в старые-добрые времена! (сделать ностальгическое лицо)
Регистры!

Много их! А ещё, отдельная RAM и ROM!
EEPROM - энергонезависимо, медленно, но зато надолго*
Война с компилятором за каждый байт памяти, иногда - буквально.
Дисциплина специальной олимпиады - JavaScript on Board и Java SE Embedded (немного лучше)
Хардкорные и бородатые программеры пишут на ASM и руками ворочают байты и биты - “ганебна зрада”

в цикле

создавать на нём большие штуки
Не чистить память, надеясь на ОС
Создавать/утилизировать

очень много объектов, которые дороги/долги в создании/утилизации
Игнорировать то, что возвращает функция
Писать многопоточный код с большим количеством локов и чтением/запись в память
Писать на Java/C#/Ruby/Python/JS (особенно JS!)/%languagename%

на Android даже не даст вам делать клёвые штуки из

UI потока - “атата!”. Шожиделать?
Mutex, event, conditional variable - synchronization primitives
Функциональное программирование и иммутабельность немного спасает положение
Теперь нужно думать не только о памяти, но и
об обращениях к ней
Один неверный шаг и всё взорвётся - sad, but true

аллокации и верить в то, что вам повезёт
Компиляторы и garbage

collector’ы становятся лучше с каждым днём, а программисты - хуже
Защита от дурака в современных IDE
Помним о сущности памяти как ресурсе - она одна, приложений много
Многопоточность - на порядок больше проблем и возможностей
Извечный “CPU-2-memory” tradeoff и реальность

года