🖥 Сборка мусора (англ. garbage collection) в программировании — одна из форм автоматического управления памятью. Специальный процесс, называемый сборщиком мусора (англ. garbage collector - GC), периодически освобождает память, удаляя из неё ставшие ненужными объекты. Автоматическая сборка мусора позволяет повысить безопасность доступа к памяти. Сборка мусора была впервые применена Джоном Маккарти в 1959 году в среде программирования на разработанном им функциональном языке программирования Лисп. Впоследствии она применялась в других системах программирования и языках, преимущественно — в функциональных и логических. Необходимость сборки мусора в языках этих типов обусловлена тем, что структура таких языков делает крайне неудобным отслеживание времени жизни объектов в памяти и ручное управление ею. Широко используемые в этих языках списки и основанные на них сложные структуры данных во время работы программ постоянно создаются, надстраиваются, расширяются, копируются, и правильно определить момент удаления того или иного объекта затруднительно.

В промышленных процедурных и объектных языках сборка мусора долго не использовалась. Предпочтение отдавалось ручному управлению памятью, как более эффективному и предсказуемому. Но со второй половины 1980-х годов технология сборки мусора стала использоваться и в директивных (императивных), и в объектных языках программирования, а со второй половины 1990-х годов всё большее число создаваемых языков и сред, ориентированных на прикладное программирование, включают механизм сборки мусора либо как единственный, либо как один из доступных механизмов управления динамической памятью. В настоящее время она используется в Оберон, Java, Python, Ruby, C#, D, F#, Go и других языках.

▪️Висячая ссылка (англ. dangling pointer) — это ссылка на объект, который уже удалён из памяти. После удаления объекта все сохранившиеся в программе ссылки на него становятся «висячими». Память, занимаемая ранее объектом, может быть передана операционной системе и стать недоступной, или быть использована для размещения нового объекта в той же программе. В первом случае попытка обратиться по «повисшей» ссылке приведёт к срабатыванию механизма защиты памяти и аварийной остановке программы, а во втором — к непредсказуемым последствиям. Появление висячих ссылок обычно становится следствием неправильной оценки времени жизни объекта: программист вызывает команду удаления объекта до того, как его использование прекратится.

▪️Утечки памяти — Создав объект в динамической памяти, программист может не удалить его после завершения использования. Если ссылающейся на объект переменной будет присвоено новое значение и на объект нет других ссылок, он становится программно недоступным, но продолжает занимать память, поскольку команда его удаления не вызывалась. Такая ситуация и называется утечкой памяти (англ. memory leak). Если объекты, ссылки на которые теряются, создаются в программе постоянно, то утечка памяти проявляется в постепенном увеличении объёма используемой памяти; если программа работает долго, объём используемой ею памяти постоянно растёт, и через какое-то время ощутимо замедляется работа системы (из-за необходимости при любом выделении памяти использовать свопинг), либо программа исчерпывает доступный объём адресного пространства и завершается с ошибкой. 📱 Подробности

📱 Автор видео: Владимир Балун

#программирование #архитектура #многопоточность #сборщикмусора #cpp #java #coding #programming

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

🖥 Различия в создании строк на Java

Есть два самых популярных способа создания строк:
1 — String s1 = new String("Hello");
2 — String s2 = "Hello";
Разберем отличия.

▪️ 1. Место в памяти (Самое главное отличие) — Это отличие является корнем всех остальных различий.

🔸String s1 = new String("Hello"); (Оператор new)
➖ Создает новый объект в Куче (Heap), независимо от того, какая строка там уже существует.
➖ Каждый вызов new String("Hello") гарантированно создает новый, уникальный объект в памяти.

🔸String s2 = "Hello"; (Строковый литерал)
➖ Строка создается и помещается в специальную область памяти — String Pool (Пул строк), который находится внутри кучи.
➖ Механизм String Pool: Перед созданием новой строки JVM проверяет, нет ли уже строки с таким же значением в пуле. Если есть — переменной просто присваивается ссылка на существующий объект. Если нет — тогда в пуле создается новый объект.

Наглядная аналогия:
➖ new String("Hello") — покупка нового, уникального экземпляра книги, даже если она уже есть в библиотеке.
➖ "Hello" — взятие книги из библиотеки. Если книга есть — вы получаете именно её. Если нет — библиотека сначала покупает новую, а вы её берете.

▪️ 2. Поведение при сравнении (==). Оператор == сравнивает ссылки на объекты, а не их содержимое. Из-за различий в памяти поведение будет разным.

String s1 = new String("Hello");
String s2 = "Hello";
String s3 = "Hello";

System.out.println(s1 == s2); // false
System.out.println(s2 == s3); // true

➖ s1 == s2 -> false, потому что s1 ссылается на объект в куче, а s2 — на объект в String Pool. Это два разных объекта в памяти.
➖ s2 == s3 -> true, потому что обе переменные ссылаются на один и тот же объект в String Pool.
Для сравнения содержимого строк всегда используйте метод equals():

System.out.println(s1.equals(s2)); // true (сравнивается содержимое "Hello")
System.out.println(s2.equals(s3)); // true

▪️ 3. Производительность

🔸Строковый литерал ("Hello") — более эффективен. Он избегает создания дубликатов в памяти, что экономит память и ускоряет работу, так как не нужно создавать новый объект, если он уже существует в пуле.
🔸Оператор new — менее эффективен. Он принудительно создает новый объект в куче, даже если идентичная строка уже существует. Это может привести к избыточному расходу памяти.

▪️ 4. Количество создаваемых объектов

🔸String s1 = new String("Hello"); — Может создать 1 или 2 объекта.
➖ 1. Строковый литерал "Hello" сначала ищется в String Pool. Если его нет — он создается в пуле. (Первый возможный объект).
➖ 2. Затем ключевое слово new создает новый объект String в куче. (Второй объект).
Таким образом, если строка "Hello" ранее не существовала в пуле, эта строка кода создаст два объекта.
🔸String s2 = "Hello";
➖ Создает 0 или 1 объект.
➖ JVM ищет "Hello" в String Pool. Если находит — объект не создается, переменной присваивается существующая ссылка (0 новых объектов).
➖ Если не находит — создает новый объект в String Pool (1 новый объект).

▪️Метод intern() — мостик между двумя подходами. Метод intern() позволяет вручную поместить строку из кучи в String Pool или получить ссылку на уже существующую там строку.

String s1 = new String("Hello");
String s2 = s1.intern(); // Помещаем строку в пул (или получаем ссылку из пула)
String s3 = "Hello";

System.out.println(s1 == s2); // false, т.к. s1 все еще в куче
System.out.println(s2 == s3); // true, т.к. s2 и s3 ссылаются на один объект в пуле

В этом примере s1.intern() находит строку "Hello" в пуле (которая была создана при вычислении литерала внутри конструктора) и возвращает на неё ссылку, которую мы присваиваем s2.

Практический вывод: Почти всегда следует использовать строковые литералы (String s = "value";). Этот способ более эффективен по памяти и времени, так как использует механизм пула строк. #java #задачи #программирование #собеседования #IT #структуры_данных

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

👩‍💻 Java: А есть ли связь между сравнением строк equals() и хешированием hashCode() ?

В Java существует важное правило (контракт):
1. Если две строки равны по equals(), то их hashCode() ДОЛЖЕН быть одинаковым
2. Обратное не обязательно верно: одинаковый hashCode() не гарантирует равенства строк

String s1 = "Hello";
String s2 = "Hello";
String s3 = new String("Hello");

System.out.println(s1.equals(s2));      // true
System.out.println(s1.hashCode() == s2.hashCode()); // true

System.out.println(s1.equals(s3));      // true  
System.out.println(s1.hashCode() == s3.hashCode()); // true

👩‍💻 Как вычисляется hashCode для String

Метод hashCode() в классе String вычисляется на основе содержимого строки:

public int hashCode() {
    int h = hash;  // кэшированное значение
    if (h == 0 && value.length > 0) {
        char val[] = value;
        for (int i = 0; i < value.length; i++) {
            h = 31 * h + val[i];
        }
        hash = h;
    }
    return h;
}

➖ Вычисляется по формуле: s[0]*31^(n-1) + s[1]*31^(n-2) + ... + s[n-1]
➖ Результат кэшируется в поле hash для производительности
➖ Для одинакового содержимого всегда одинаковый hashCode, независимо от того, как была создана строка
➖ value и hash — являются полями класса String и уже существуют в объекте, когда вызывается метод hashCode().
value — массив символов, который хранит собственно содержимое строки. Он инициализируется при создании объекта. String s = "Hello"; // value = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o'}
hash — поле для кэширования вычисленного хэш-кода. Оно инициализируется по умолчанию значением 0.

Практическое применение в коллекциях: Связь hashCode и equals критически важна для работы хэш-коллекций:

🔸 HashMap/HashSet

Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("Hello", 1);
map.put(new String("Hello"), 2); // Затрет предыдущее значение!

System.out.println(map.size()); // 1 - потому что ключи равны по equals()

1. Сначала сравниваются hashCode() — если разные, объекты точно разные
2. Если hashCode одинаковые, тогда вызывается equals() для точной проверки

🔸 Оптимизация сравнения

String s1 = "very long string ...";
String s2 = "another very long string ...";

// Сначала проверяется hashCode - быстрая операция
if (s1.hashCode() == s2.hashCode() && s1.equals(s2)) {
    // Строки точно равны
}

▪️ 1. Коллизии хэшей — Разные строки могут иметь одинаковый hashCode (хэш-коллизия)

String a = "Aa";
String b = "BB";

System.out.println(a.hashCode()); // 2112
System.out.println(b.hashCode()); // 2112
System.out.println(a.equals(b));  // false

▪️ 2. Производительность

// Медленно - создается новый объект и вычисляется hashCode
String s1 = new String("Hello");

// Быстро - используется кэшированный hashCode из String Pool
String s2 = "Hello";

3. String Pool и hashCode

String s1 = "Hello";
String s2 = "Hello";
String s3 = new String("Hello");

// Все три имеют одинаковый hashCode, но разные способы создания
System.out.println(s1.hashCode()); // одинаковый
System.out.println(s2.hashCode()); // одинаковый  
System.out.println(s3.hashCode()); // одинаковый

🔍 Важные моменты. HashCode тесно связан со сравнением строк через:
1. Контракт Java — равные строки по equals() должны иметь одинаковый hashCode
2.. Оптимизацию сравнения — хэш используется для быстрой предварительной проверки
3. Работу коллекций — HashMap, HashSet и другие используют эту связь для эффективного хранения и поиска
#java #задачи #программирование #собеседования #IT #структуры_данных

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib