大纲 Java 内存模型 Java 程序内存运行分析 Java 内存管理建议 Java 应用与开发 Java 内存模型与分配机制 王晓东 wangxiaodong@ouc.edu.cn 中国海洋大学 September 30, 2018 大纲 Java 内存模型 Java 程序内存运行分析 Java 内存管理建议 学习目标 1. 理解 JVM 内存模型，掌握 JVM 内存构成 2 Java 程序内存运行分析 Java 内存管理建议 大纲 Java 内存模型 Java 程序内存运行分析 Java 内存管理建议 Java 垃圾回收机制 JVM 的垃圾回收机制（GC）决定对象是否是垃圾对象，并进行 回收。 O 垃圾回收机制的特点 ▶ 垃圾内存并不是用完了马上就被释放，所以会产生内存释放 不及时的现象，从而降低内存的使用效率。而当程序庞大的 时候，这种现象更为明显。 ▶

Nacos 配置模型 21 Nacos 内核设计 28 Nacos ⼀致性协议 28 Nacos 自研 Distro 协议 38 Nacos 通信通道 42 Nacos 寻址机制 56 Nacos 服务发现模块 63 Nacos 注册中心的设计原理 63 Nacos 注册中心服务数据模型 80 Nacos 健康检查机制 89 Nacos 配置管理模块 97 配置⼀致性模型 97 Nacos Nacos ⾼可⽤设计 100 Nacos 高可用设计 100 Nacos 鉴权插件 103 Nacos 账号权限体系 103 Nacos 认证机制 110 Nacos 前端设计 117 Nacos 前端设计 117 Nacos 性能报告 122 Nacos Naming 大规模测试报告 122 Nacos ⽣态 130 Nacos Spring 生态 130 Nacos Docker 王建伟（正己） 卿亮 许进 7 > 推荐序 推荐序 阿里巴巴合伙人 - 蒋江伟（小邪） 随着企业加速数字化升级，越来越多的系统架构采用了分布式的架构，主要目的是为了解决集中化 和互联网化所带来的架构扩展性和面对海量用户请求的技术挑战。这里面其中有⼀个关键点是软负 载。因为整个分布式架构需要有⼀个软负载来协作各个节点之间的服务在线离线状态、数据⼀致性、 以及动态配置数据的推送。这里面最简单的需求

. . 4 1.1.2 Java 技术的特点 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.2 Java 平台核心机制 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.3 Java 开发环境 . . . . . . . . . 5 课后习题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 6 Java 内存模型与分配机制 58 6.1 Java 内存模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 6.1.1 Java 6.3 Java 内存管理建议 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 6.3.1 Java 垃圾回收机制 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 6.3.2 JVM 内存溢出和参数调优 . . . . . . . . . .

Tutorial 教程 但这个程序太简单了，你可能会问自己，“如果我不想使用 INI 用户帐号，而希望连接更为复 杂的用户数据源呢？” 解决这些问题需要更深入地了解 并理解Shiro 的架构和配置机制，我们将在下一节 Architecture 中介绍。 Apache Shiro 1.2.x Reference Manual 中文翻译 18 2. Tutorial 教程 3. Architecture 我们将在下一节讨论配置（Configuration ） 为文档加把手 我们希望这篇文档可以帮助你使用 Apache Shiro 进行工作，社区一直在不断地完善和扩展文 档，如果你希望帮助 Shiro 项目，请在你认为需要的地方考虑更正、扩展或添加文档，你提供 的任何点滴帮助都将扩充社区并且提升 Shiro。 提供你的文档的最简单的途径是将它发送到用户论坛或邮件列表 译者注：如果对本中文翻译有疑议的或发现勘误欢迎指正，点此提问。 [urls] 该区域选项将在Web章节讨论。 为文档加把手 我们希望这篇文档可以帮助你使用 Apache Shiro 进行工作，社区一直在不断地完善和扩展文 档，如果你希望帮助 Shiro 项目，请在你认为需要的地方考虑更正、扩展或添加文档，你提供 的任何点滴帮助都将扩充社区并且提升 Shiro。 提供你的文档的最简单的途径是将它发送到用户论坛或邮件列表 译者注：如果对本中文翻译有疑议的或发现勘误欢迎指正，点此提问。

但这是一个相当简单的应用程序。你可能已经问过你自己，“如果我不想使用 INI 用户帐户，而是要连接到一个更 复杂的用户数数据源，该怎么办呢？”。 要回答这个问题，需要对 Shiro 的架构和支持的配置机制有更深一些的理解。我们下面将涉及到 Shiro 的架构。 Apache Shiro Architecture Apache Shiro 的设计目标是通过直观和易于使用来简化应用程序安全。Shiro Authorizer(org.apache.shiro.authz.Authorizer) Authorizer 是负责在应用程序中决定用户的访问控制的组件。它是一种最终判定用户是否被允许做某事的机制。 与 Authenticator 相似，Authorizer 也知道如何协调多个后台数据源来访问角色恶化权限信息。Authorizer 使用 该信息来准确地决定用户是否被允许执行给定的动作。 有在这个包中的类都被精心地设计以易于 使用和易于理解。任何使用 Java 的本地密码支持的人都知道它可以是一个难以驯服的具有挑战性的动物。Shiro 的 cryptoAPI 简化了复杂的 Java 机制，并使加密对于普通人也易于使用。  Realms(org.apache.shiro.realm.Realm) 如上所述，Realms 在 Shiro 和你的应用程序的安全数据之间担当“桥梁”或“连接器”。当它实际上与安全

...................................................................................... 66 第八章 拦截器机制 .................................................................................................. .................................................................................... 101 第十一章 缓存机制 .................................................................................................. Shiro 即可。 接下来我们分别从外部和内部来看看 Shiro 的架构，对于一个好的框架，从外部来看应该 具有非常简单易于使用的 API，且 API 契约明确；从内部来看的话，其应该有一个可扩展 的架构，即非常容易插入用户自定义实现，因为任何框架都不能满足所有需求。 首先，我们从外部来看 Shiro 吧，即从应用程序角度的来观察如何使用 Shiro 完成工作。如 下图： 可

如果感觉以下内容理解困难，可以在读完“栈”章节后再来复习。 那么，迭代和递归具有什么内在联系呢？以上述递归函数为例，求和操作在递归的“归”阶段进行。这意味 着最初被调用的函数实际上是最后完成其求和操作的，这种工作机制与栈的“先入后出”原则异曲同工。 事实上，“调用栈”和“栈帧空间”这类递归术语已经暗示了递归与栈之间的密切关系。 1. 递：当函数被调用时，系统会在“调用栈”上为该函数分配新的栈帧，用于存储函数的局部变量、参数、 编号，确保每个内存空间都有唯一的内存地址。有了这些地址，程序便可以访问内存中的数据。 图 3‑2 内存条、内存空间、内存地址 � 值得说明的是，将内存比作 Excel 表格是一个简化的类比，实际内存的工作机制比较复杂，涉 及地址空间、内存管理、缓存机制、虚拟内存和物理内存等概念。 内存是所有程序的共享资源，当某块内存被某个程序占用时，则无法被其他程序同时使用了。因此在数据结 构与算法的设计中，内存资源是一个重要的考虑因素 的表示方式包含指数位，导致其取值范围远大于 int 。根据以上计算， float 可表示的最大正数为 2254−127 × (2 − 2−23) ≈ 3.4 × 1038 ，切换符号位便可得到最小负数。 尽管浮点数 float 扩展了取值范围，但其副作用是牺牲了精度。整数类型 int 将全部 32 比特用于表示数字， 数字是均匀分布的；而由于指数位的存在，浮点数 float 的数值越大，相邻两个数字之间的差值就会趋向越 大。

如果感觉以下内容理解困难，可以在读完“栈”章节后再来复习。 那么，迭代和递归具有什么内在联系呢？以上述递归函数为例，求和操作在递归的“归”阶段进行。这意味 着最初被调用的函数实际上是最后完成其求和操作的，这种工作机制与栈的“先入后出”原则异曲同工。 事实上，“调用栈”和“栈帧空间”这类递归术语已经暗示了递归与栈之间的密切关系。 1. 递：当函数被调用时，系统会在“调用栈”上为该函数分配新的栈帧，用于存储函数的局部变量、参数、 。有了这些地址，程序便可以访问内存中的数据。 图 3‑2 内存条、内存空间、内存地址 Tip 值得说明的是，将内存比作 Excel 表格是一个简化的类比，实际内存的工作机制比较复杂，涉及地址 空间、内存管理、缓存机制、虚拟内存和物理内存等概念。 内存是所有程序的共享资源，当某块内存被某个程序占用时，则无法被其他程序同时使用了。因此在数据结 构与算法的设计中，内存资源是一个重要的考虑因素 的表示方式包含指数位，导致其取值范围远大于 int 。根据以上计算， float 可表示的最大正数为 2254−127 × (2 − 2−23) ≈ 3.4 × 1038 ，切换符号位便可得到最小负数。 尽管浮点数 float 扩展了取值范围，但其副作用是牺牲了精度。整数类型 int 将全部 32 比特用于表示数字， 数字是均匀分布的；而由于指数位的存在，浮点数 float 的数值越大，相邻两个数字之间的差值就会趋向越 大。

如果感觉以下内容理解困难，可以在读完“栈”章节后再来复习。 那么，迭代和递归具有什么内在联系呢？以上述递归函数为例，求和操作在递归的“归”阶段进行。这意味 着最初被调用的函数实际上是最后完成其求和操作的，这种工作机制与栈的“先入后出”原则异曲同工。 事实上，“调用栈”和“栈帧空间”这类递归术语已经暗示了递归与栈之间的密切关系。 1. 递：当函数被调用时，系统会在“调用栈”上为该函数分配新的栈帧，用于存储函数的局部变量、参数、 。有了这些地址，程序便可以访问内存中的数据。 图 3‑2 内存条、内存空间、内存地址 Tip 值得说明的是，将内存比作 Excel 表格是一个简化的类比，实际内存的工作机制比较复杂，涉及地址 空间、内存管理、缓存机制、虚拟内存和物理内存等概念。 内存是所有程序的共享资源，当某块内存被某个程序占用时，则通常无法被其他程序同时使用了。因此在数 据结构与算法的设计中，内存资源是一个重要的考虑 的表示方式包含指数位，导致其取值范围远大于 int 。根据以上计算， float 可表示的最大正数为 2254−127 × (2 − 2−23) ≈ 3.4 × 1038 ，切换符号位便可得到最小负数。 尽管浮点数 float 扩展了取值范围，但其副作用是牺牲了精度。整数类型 int 将全部 32 比特用于表示数字， 数字是均匀分布的；而由于指数位的存在，浮点数 float 的数值越大，相邻两个数字之间的差值就会趋向越 大。

的表示方式包含指数位，导致其取值范围远大于 int 。根据以上计算， float 可表示的最大正数为 2254−127 × (2 − 2−23) ≈ 3.4 × 1038 ，切换符号位便可得到最小负数。 尽管浮点数 float 扩展了取值范围，但其副作用是牺牲了精度。整数类型 int 将全部 32 位用于表示数字，数 字是均匀分布的；而由于指数位的存在，浮点数 float 的数值越大，相邻两个数字之间的差值就会趋向越 大。 符号，以及一些控制字符（如换行符和制表符）。 Figure 3‑6. ASCII 码 然而，ASCII 码仅能够表示英文。随着计算机的全球化，诞生了一种能够表示更多语言的字符集「EASCII」。 它在 ASCII 的 7 位基础上扩展到 8 位，能够表示 256 个不同的字符。在世界范围内，陆续出现了一批适用于 不同地区的 EASCII 字符集。这些字符集的前 128 个字符统一为 ASCII 码，后 128 个字符定义不同，以适应 用的就有几千个。中国国家标准总局于 1980 年发布了「GB2312」字符集，其收录了 6763 个汉字，基本满 足了汉字的计算机处理需要。 然而，GB2312 无法处理部分的罕见字和繁体字。之后在 GB2312 的基础上，扩展得到了「GBK」字符集，它 共收录了 21886 个汉字。在 GBK 编码方案中，ASCII 字符使用一个字节表示，汉字使用两个字节表示。 3. 数据结构 hello‑algo.com 46 3