為什么要“除夕”，原來(lái)是內(nèi)存爆了!
傳說(shuō)古代有一只四角四足的怪獸：名叫夕。因冬天大雪導(dǎo)致夕沒(méi)東西吃，所以夕經(jīng)常到附近的村里找吃的，因其身體龐大、脾氣暴躁、兇猛異常，給村民帶來(lái)了很大的災(zāi)難。
后來(lái)有一位聰明的孩子，他叫做年，教給大家除掉“夕”的方法：用爆竹，輕則趕走它，重則傷它。每年臘月三十，夕都會(huì)來(lái)村里，村名就守著夜，放著鞭炮趕走夕。除夕由此而來(lái)。
”我們把“夕”想象成一個(gè)不斷吃機(jī)器內(nèi)存的 Java 程序，就稱它為 年獸吧。掌管 Java 虛擬機(jī)內(nèi)存的就是“年”，我們稱它為年哥吧。
年獸的地盤
年哥管理的地盤主要分為五大區(qū)：堆、方法區(qū)、虛擬機(jī)棧、本地方法棧、程序計(jì)數(shù)器。如下圖所示。另外大家可以把圖中的線程想象成村民，而堆是作為村民共享使用的區(qū)域。
運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)
堆又可以進(jìn)行細(xì)分，分為新生代和老年代，新生代和老年代的比例是 1:2，而新生代又可以進(jìn)行細(xì)分，分為伊甸園(Eden)區(qū)和兩個(gè) Survivor， 其中 Eden 區(qū)大小和Survivor 區(qū)大小是 8:1。
如下圖所示，年獸和村民都是共享堆內(nèi)存這塊地盤的，管理員年哥是管理堆內(nèi)存的。其中的數(shù)字 1、8、20 分別代表占用內(nèi)存的份數(shù)。
共享堆區(qū)
年獸的胃口
年獸的胃口是村民的幾百倍，年獸假扮村民逃過(guò)了管理員年哥的檢查，年哥對(duì)于這種大胃王都是直接分配到老年代去的，因?yàn)榇笪竿跣枰B續(xù)的內(nèi)存給它吃，而新生代的碎片比較多不滿足條件。在 Java 的世界中，最典型的大胃王就是大對(duì)象：如很長(zhǎng)的字符串，或者元素?cái)?shù)量很龐大的數(shù)組。
如下圖所示，村民分配到新生代吃內(nèi)存，年獸被直接分配到老年代。
年獸被直接分配到老年代
大量年獸入侵
年獸嘗到甜頭后，就開(kāi)始不斷地呼叫它的親戚朋友，大量年獸被分配到了老年代，直接導(dǎo)致老年代的內(nèi)存空間不足了，如下圖所示：
大量年獸入侵
代碼演示
我們用代碼來(lái)演示下年獸入侵：
- 創(chuàng)建了 3 個(gè)年獸，都占用 10 MB 內(nèi)存。
- public class SpringFestivalOOM {
- public static void main(String[] args) {
- // 年獸1/2/3，都占用 10 MB 內(nèi)存
- byte[] nianShou1 = new byte[10 * 1024 * 1024];
- byte[] nianShou2 = new byte[10 * 1024 * 1024];
- byte[] nianShou3 = new byte[10 * 1024 * 1024];
- }
- }
- 編譯這段程序。
- javac SpringFestivalOOM.java
- 執(zhí)行這段程序，同時(shí)設(shè)置堆內(nèi)存最大為 20 MB。
- java -Xms20M -Xmx20M SpringFestivalOOM
因?yàn)?3 個(gè)年獸占用的內(nèi)存 30 MB 大于堆的最大內(nèi)存 20 MB，所以拋出堆內(nèi)存溢出異常，如下圖所示：
堆內(nèi)存溢出異常
這個(gè)時(shí)候年哥和村民才發(fā)現(xiàn)，原來(lái)有這么多年獸占了我們的地盤，趕快消滅它們!
打走年獸
村民們和年哥湊到一塊，討論了下該如何解決這個(gè)問(wèn)題，究其原因就是年獸太多了，要減少他們呼朋喚友來(lái)吃內(nèi)存。
放到我們的 Java 世界中，就是減少大對(duì)象的頻繁創(chuàng)建。
我們程序員經(jīng)常出現(xiàn)本地寫完代碼后沒(méi)什么問(wèn)題，到線上后就出問(wèn)題，很可能的原因就是線上環(huán)境的數(shù)據(jù)量大，很容易出現(xiàn)大對(duì)象的頻繁創(chuàng)建，比如大型促銷活動(dòng)時(shí)，短時(shí)間內(nèi)需要?jiǎng)?chuàng)建大量訂單數(shù)據(jù)，而訂單數(shù)據(jù)又比較復(fù)雜，有很多字段，可能會(huì)占用大量的內(nèi)存空間，最終導(dǎo)致頻繁觸發(fā)垃圾回收，而垃圾回收時(shí)又會(huì)出現(xiàn) Stop the world 現(xiàn)象，應(yīng)用程序的性能就降下來(lái)了。
守歲
在除夕晚上，都會(huì)進(jìn)行“守歲”，村民們齊聚一堂吃著年夜飯，一起等待除夕的鐘聲。等到天亮再拜訪親戚鄰居。
而守歲這個(gè)過(guò)程只能待在家里，不能做其他事情，所以可以看成是垃圾回收時(shí)，其他線程不能工作，也就是 Stop the world 的由來(lái)。
如下圖所示，除夕之前，村民可以去其他地方活動(dòng)，除夕夜就只能待在家里守歲了，到了第二天早上就可以串門拜年了。
守歲
總結(jié)
本篇通過(guò)除夕的故事來(lái)講解 Java 中垃圾回收機(jī)制，因故事較為簡(jiǎn)單，所以并沒(méi)有對(duì)垃圾回收算法進(jìn)行深入講解，本篇只能算作垃圾回收的入門，希望能給大家?guī)?lái)一定啟發(fā)作用，對(duì) JVM 很熟的同學(xué)就當(dāng)學(xué)習(xí)下除夕的來(lái)歷吧~
- 村民作為小對(duì)象使用堆區(qū)的新生代，年獸作為大對(duì)象直接使用堆區(qū)的老年代。
- 除夕當(dāng)晚，大量年獸入侵老年代，導(dǎo)致堆區(qū)內(nèi)存不足，觸發(fā)垃圾回收機(jī)制。
- 守歲就是待在家里守著過(guò)新年，而垃圾回收時(shí)，又會(huì)停止其他線程，也就是 Stop the world。
- 避免代碼中頻繁復(fù)制或創(chuàng)建大對(duì)象是必須做的事情，以免上線后出現(xiàn)問(wèn)題。
- 除夕也代表著辭舊迎新，這不正是執(zhí)行垃圾回收嗎?
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