Lektionen

Wohin gelangen lokale Variablen, Objekte und Klassen‑Metadaten im JVM‑Prozess: Wir schauen uns den Thread‑Stack, den Heap und die Evolution von PermGen → MetaSpace an. Wir sprechen darüber, wie der GC arbeitet, welche Speicherfehler es gibt ( StackOverflowError, OutOfMemoryError) und wie Start‑Flags ( -Xss, -Xmx, -XX:MaxMetaspaceSize) sich auswirken. Schaubilder, ein Mermaid‑Diagramm und ein lauffähiges Beispiel liegen bei.

In der Vorlesung besprechen wir, wie der Garbage Collector ( GC) in der JVM funktioniert, worin sich die klassischen Serial/ Parallel/ CMS von den modernen G1, ZGC und Shenandoah unterscheiden, was junge und alte Generation sind, warum Stop-the-World-Pausen auftreten und wie man sie minimiert. In der Praxis sehen wir uns an, wie man verschiedene GC per Flags aktiviert ( -XX:+UseG1GC, -XX:+UseZGC, -XX:+UseShenandoahGC), Pausen einstellt ( -XX:MaxGCPauseMillis) und die Heap‑Größe festlegt ( -Xms/ -Xmx), Logs liest ( -Xlog:gc*) und typische Fehler vermeidet (zum Beispiel erzwungener Aufruf von System.gc()).

Aus der Vorlesung erfahren Sie, wo lokale Variablen leben (Stack des Threads) und wie er sich vom Heap unterscheidet, warum in Java trotz GC doch Speicherlecks möglich sind und wie man sie vermeidet. Wir analysieren reale Szenarien: „ewige“ static-Collections, nicht abgemeldete Listener und Caches. Wir lernen die Referenzfamilie kennen: SoftReference, WeakReference, PhantomReference sowie den Container WeakHashMap. Wir üben, Lecks zu beheben, und besprechen, warum der Aufruf System.gc() – das ist nur ein Hinweis für die JVM und kein Befehl – und womit ein OutOfMemoryError enden kann.

Praktischer Leitfaden zur Diagnose von Speicherproblemen in der JVM: Wir erstellen einen Heap-Dump ( heap dump) mit dem Tool jmap, lesen Übersichten über -heap und -histo, untersuchen die Anwendung in jvisualvm (Tabs Monitor, Heap Dump, Threads, Profiler), analysieren ein Leak an einem Beispiel und machen uns mit Eclipse MAT und jconsole vertraut. Am Ende – häufige Fehler und Tipps.

Praxisnahe Analyse, warum eine Java-Anwendung „leakt“ und ausbremst: vergessene Listener ( addActionListener/ removeActionListener), ewige statische Collections, nicht geschlossene Ressourcen (Tipp: try-with-resources), anonyme/innere Klassen, die Referenzen halten, und Missbrauch von System.gc(). Wir lernen, GC-Logs zu lesen ( -Xlog:gc*, -XX:+PrintGCDetails), den passenden Collector zu wählen, Caches auf WeakHashMap zu bauen, zu monitoren ( jvisualvm, jconsole), Heap-Dumps zu analysieren und -Xmx/ -Xms richtig zu konfigurieren. Am Ende – reale Beispiele für Leaks und deren Behebung.