من نحن؟

 

✍️ مقدمة:

واحدة من أعظم الميزات التي تقدمها لغة Java هي قدرتها على إدارة الذاكرة تلقائيًا من خلال ما يُعرف بـ "جمع القمامة" (Garbage Collection).
هذه الآلية تحمي المطور من الكثير من الأخطاء الشائعة في لغات أخرى مثل C أو C++، وتساعد على تحسين أداء التطبيق بشكل ملحوظ.

لكن، هل تساءلت يومًا كيف تعمل فعلاً هذه الآلية؟
في هذا المقال، نشرح بطريقة مبسطة ومباشرة كيف يعمل Garbage Collector في Java ولماذا هو ضروري لكل تطبيق ناجح.

♻️ ما هو Garbage Collection؟

Garbage Collection (GC) هو عملية أوتوماتيكية تهدف إلى:

• اكتشاف الكائنات (Objects) التي لم تعد مستخدمة

• تحرير الذاكرة التي تشغلها هذه الكائنات

• منع التسريبات (Memory Leaks) وتحسين الكفاءة

في Java، لا تحتاج كمطور إلى حذف الكائنات يدويًا، فـ JVM تقوم بهذه المهمة نيابة عنك.

🧰 أين يتم تخزين الكائنات في Java؟

عند إنشاء كائن (Object) باستخدام new، يتم تخزينه في Heap Memory، وهي مساحة مخصصة لتخزين الكائنات التي تحتاج للبقاء بعد انتهاء تنفيذ الدوال.

Garbage Collector يراقب هذا الجزء من الذاكرة باستمرار، ويقوم بتنظيفه من الكائنات غير المستخدمة.

🧪 كيف يعرف GC أن الكائن لم يعد مستخدمًا؟

الـ GC يعتمد على مبدأ الجذور القابلة للوصول (Reachability)، أي:

"إذا لم يكن هناك أي مؤشر (Reference) يشير إلى الكائن، فهو غير قابل للوصول، وبالتالي يجب حذفه."

🧠 أنواع Garbage Collectors في Java:

ابتداءً من Java 8 وحتى Java 21، ظهرت أنواع مختلفة من GC، منها:

(النوع)◄	(المميزات)◄	(متى يُستخدم؟)
(Serial GC)◄	(بسيط وفعال في التطبيقات الصغيرة)◄	(تطبيقات سطح المكتب)
(Parallel GC)◄	(يُستخدم في الأنظمة متعددة المعالجات)◄	(السيرفرات)
(G1 GC)◄	(يقسم Heap إلى مناطق صغيرة)◄	(تطبيقات تتطلب استجابة سريعة)
(ZGC و Shenandoah)◄	(يقللان زمن الإيقاف)◄	(أنظمة حساسة للزمن الحقيقي)

⚙️ متى يعمل Garbage Collector؟

Java لا تقدم وقتًا دقيقًا لتنفيذ GC، لكنه يحدث عندما:

• تستهلك الذاكرة بشكل كبير

• يتم استدعاء System.gc() (لكن هذا مجرد اقتراح للـ JVM)

📊 كيف يؤثر GC على الأداء؟

Garbage Collection يُحسن الأداء من خلال:

• تحرير الذاكرة غير المستخدمة

• تقليل خطر حدوث أخطاء مثل OutOfMemory

• ضمان بقاء الذاكرة نظيفة باستمرار

لكنه قد يؤدي إلى إيقاف مؤقت للتطبيق (Stop-The-World)، لذا اختيار نوع GC مهم حسب نوع المشروع.

🛡️ نصائح لتقليل ضغط GC على التطبيق:

• تجنب إنشاء كائنات غير ضرورية داخل الحلقات.

• استخدم Object Pooling في الكائنات الثقيلة.

• راقب استهلاك Heap باستخدام أدوات مثل VisualVM أو JConsole.

• اختبر أنواع GC المختلفة باستخدام JVM Flags.

🔍 معلومة تقنية مثيرة:

يمكنك تفعيل G1 GC عن طريق هذا السطر:

-XX:+UseG1GC

أو مثلاً تفعيل ZGC:

-XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseZGC

✅ الخاتمة:

آلية Garbage Collection ليست فقط وسيلة مريحة لإدارة الذاكرة، بل هي أحد الأسباب التي تجعل Java آمنة ومستقرة لتشغيل تطبيقات ضخمة.
فهمك لكيفية عمل GC يعطيك فرصة لتحسين أداء تطبيقك، وتقليل استخدام الموارد، وتفادي مشكلات مستقبلية.