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 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 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 19 > Nacos 架构 内核层  插件机制：实现三个模块可分可合能力，实现扩展点 SPI 机制，用于扩展自己公司定制。  事件机制：实现异步化事件通知，SDK 数据变化异步通知等逻辑，是 Nacos 高性能的关键部分。  日志模块：管理日志分类，日志级别，日志可移植性（尤其避免冲突），日志格式，异常码+帮 助文档。  回调机制：SDK 通知数据，通过统⼀的模式回调用户处理。接口和数据结构需要具备可扩展性。 容量管理：管理每个租户，分组下的容量，防止存储被写爆，影响服务可用性。  流量管理：按照租户，分组等多个维度对请求频率，长链接个数，报文大小，请求流控进行控制。  缓存机制：容灾目录，本地缓存，Server 缓存机制，是 Nacos 高可用的关键。  启动模式：按照单机模式，配置模式，服务模式，DNS 模式模式，启动不同的模块。  ⼀致性协议：解决不同数据，不同⼀致性要求情况下，不同⼀致性要求，是

效、可靠、安全的并行计算和可平行扩展的能力。这帮助开发者能够灵活地根据自己业务场景的 实际需要，通过简单增加机器，达到自己需要的性能。总体上，FISCO BCOS平台优化了网络通信 模型，采用拜占庭容错共识机制，结合多链架构和跨链交互方案，可解决并发访问和热点账户的 性能痛点，从而满足金融级高频交易场景需求。 • 在安全性方面，FISCO BCOS 平台通过节点准入控制、可靠的密钥管理、灵活的权限控制，在应 FISCO BCOS Documentation, 发 发 发布 布 布 v2.2.0 2.3 并 并 并行 行 行计 计 计算 算 算模 模 模型 型 型 2.0版本中新增了合约交易的并行处理机制，进一步提升了合约的并发吞吐量。 1.0版本以及大部分业界传统区块链平台，交易是被打包成一个区块，在一个区块中交易顺序串行执行 的。 2.0版本基于预编译合约，实现一套并行交易处理模型，基于这个模型可以自定义交易互斥变量。 0版本对准入机制进行了重塑升级，包括网络准入机制和群组准入机制，在不同维度对链和数据访问进 行安全控制。 采用新的权限控制体系，基于表进行访问权限的设计，另外还支持CA黑名单机制，可以实现对作恶/故 障节点的屏蔽。 详情请查看准入机制设计文档 2.10 异 异 异步 步 步事 事 事件 件 件 2.0版本同时支持交易上链异步通知、区块上链异步通知以及自定义的AMOP消息通知等机制。 2.11

效、可靠、安全的并行计算和可平行扩展的能力。这帮助开发者能够灵活地根据自己业务场景的 实际需要，通过简单增加机器，达到自己需要的性能。总体上，FISCO BCOS平台优化了网络通信 模型，采用拜占庭容错共识机制，结合多链架构和跨链交互方案，可解决并发访问和热点账户的 性能痛点，从而满足金融级高频交易场景需求。 • 在安全性方面，FISCO BCOS 平台通过节点准入控制、可靠的密钥管理、灵活的权限控制，在应 FISCO BCOS Documentation, 发 发 发布 布 布 v2.3.0 2.3 并 并 并行 行 行计 计 计算 算 算模 模 模型 型 型 2.0版本中新增了合约交易的并行处理机制，进一步提升了合约的并发吞吐量。 1.0版本以及大部分业界传统区块链平台，交易是被打包成一个区块，在一个区块中交易顺序串行执行 的。 2.0版本基于预编译合约，实现一套并行交易处理模型，基于这个模型可以自定义交易互斥变量。 0版本对准入机制进行了重塑升级，包括网络准入机制和群组准入机制，在不同维度对链和数据访问进 行安全控制。 采用新的权限控制体系，基于表进行访问权限的设计，另外还支持CA黑名单机制，可以实现对作恶/故 障节点的屏蔽。 详情请查看准入机制设计文档 2.10 异 异 异步 步 步事 事 事件 件 件 2.0版本同时支持交易上链异步通知、区块上链异步通知以及自定义的AMOP消息通知等机制。 2.11

Fail”的弊病显现，也因此引发了一系列的技术变革 与商业变革，启动了一轮从“集中式”走向“分布式”的时代浪潮。 在此背景下，区块链技术在2008年萌芽成型，并逐渐发展成熟。通过区块链 技术解决方案中的共识机制、分布式账本、加密算法、智能合约、点对点通 信、分布式计算架构、分布式存储、隐私保护算法、跨链协议等技术模块， 可以让商业模式中的参与各方实现了地位对等和互信合作，从而推动了从“信 息互联网”到“信 高效、可靠、安全的并行计算和可平行扩展的能力。这帮助开发者能够 灵活地根据自己业务场景的实际需要，通过简单增加机器，达到自己需 要的性能。总体上，FISCO BCOS平台优化了网络通信模型，采用拜占 庭容错共识机制，结合多链架构和跨链交互方案，可解决并发访问和热 点账户的性能痛点，从而满足金融级高频交易场景需求。 在安全性方面，FISCO BCOS 平台通过节点准入控制、可靠的密钥管 理、灵活的权限控制，在应用、存储、网络、主机层实现全面的安全保 态急剧膨胀导致性能下降的问题； 优化了数据存储的结构，更节约存储空间。 同时，2.0版本仍然兼容1.0版本的本地存储模式。更多关于存储介绍，请参考 分布式存储操作手册 并行计算模型 2.0版本中新增了合约交易的并行处理机制，进一步提升了合约的并发吞吐 量。 1.0版本以及大部分业界传统区块链平台，交易是被打包成一个区块，在一个 区块中交易顺序串行执行的。 2.0版本基于预编译合约，实现一套并行交易处 理模型，基于这个模型可以自定义交易互斥变量。

Fail”的弊病显现，也因此引发了一系列的技术变革 与商业变革，启动了一轮从“集中式”走向“分布式”的时代浪潮。 在此背景下，区块链技术在2008年萌芽成型，并逐渐发展成熟。通过区块链 技术解决方案中的共识机制、分布式账本、加密算法、智能合约、点对点通 信、分布式计算架构、分布式存储、隐私保护算法、跨链协议等技术模块， 可以让商业模式中的参与各方实现了地位对等和互信合作，从而推动了从“信 息互联网”到“信 高效、可靠、安全的并行计算和可平行扩展的能力。这帮助开发者能够 灵活地根据自己业务场景的实际需要，通过简单增加机器，达到自己需 要的性能。总体上，FISCO BCOS平台优化了网络通信模型，采用拜占 庭容错共识机制，结合多链架构和跨链交互方案，可解决并发访问和热 点账户的性能痛点，从而满足金融级高频交易场景需求。 在安全性方面，FISCO BCOS 平台通过节点准入控制、可靠的密钥管 理、灵活的权限控制，在应用、存储、网络、主机层实现全面的安全保 态急剧膨胀导致性能下降的问题； 优化了数据存储的结构，更节约存储空间。 同时，2.0版本仍然兼容1.0版本的本地存储模式。更多关于存储介绍，请参考 分布式存储操作手册 并行计算模型 2.0版本中新增了合约交易的并行处理机制，进一步提升了合约的并发吞吐 量。 1.0版本以及大部分业界传统区块链平台，交易是被打包成一个区块，在一个 区块中交易顺序串行执行的。 2.0版本基于预编译合约，实现一套并行交易处 理模型，基于这个模型可以自定义交易互斥变量。

Fail”的弊病显现，也因此引发了一系列的技术变革 与商业变革，启动了一轮从“集中式”走向“分布式”的时代浪潮。 在此背景下，区块链技术在2008年萌芽成型，并逐渐发展成熟。通过区块链 技术解决方案中的共识机制、分布式账本、加密算法、智能合约、点对点通 信、分布式计算架构、分布式存储、隐私保护算法、跨链协议等技术模块， 可以让商业模式中的参与各方实现了地位对等和互信合作，从而推动了从“信 息互联网”到“信 高效、可靠、安全的并行计算和可平行扩展的能力。这帮助开发者能够 灵活地根据自己业务场景的实际需要，通过简单增加机器，达到自己需 要的性能。总体上，FISCO BCOS平台优化了网络通信模型，采用拜占 庭容错共识机制，结合多链架构和跨链交互方案，可解决并发访问和热 点账户的性能痛点，从而满足金融级高频交易场景需求。 在安全性方面，FISCO BCOS 平台通过节点准入控制、可靠的密钥管 理、灵活的权限控制，在应用、存储、网络、主机层实现全面的安全保 态急剧膨胀导致性能下降的问题； 优化了数据存储的结构，更节约存储空间。 同时，2.0版本仍然兼容1.0版本的本地存储模式。更多关于存储介绍，请参考 分布式存储操作手册 并行计算模型 2.0版本中新增了合约交易的并行处理机制，进一步提升了合约的并发吞吐 量。 1.0版本以及大部分业界传统区块链平台，交易是被打包成一个区块，在一个 区块中交易顺序串行执行的。 2.0版本基于预编译合约，实现一套并行交易处 理模型，基于这个模型可以自定义交易互斥变量。

模 模块 块 块 FISCO BCOS采用高通量可扩展的多群组架构，可以动态管理多链、多群组，满足多业务场景的扩展需 求和隔离需求，核心模块包括： • 共 共 共识 识 识机 机 机制 制 制：可插拔的共识机制，支持PBFT、Raft和rPBFT共识算法，交易确认时延低、吞吐量 高，并具有最终一致性。其中PBFT和rPBFT可解决拜占庭问题，安全性更高。 • 存 存 存储 储 储：世界状态的 ySQL等多种后端存储，支持 数据简便快速扩容的同时，将计算与数据隔离，降低了节点故障对节点数据的影响。 • 网 网 网络 络 络：支持网络压缩功能，并基于负载均衡的思想实现了良好的分布式网络分发机制，最大化降 低带宽开销。 1.3 性 性 性能 能 能 为提升系统性能，FISCO BCOS从提升交易执行效率和并发两个方面优化了交易执行，使得交易处理性 能达到万级以上。 • 基 基 基于 于 入机 机 机制 制 制：限制节点加入、退出联盟链，可将指定群组的作恶节点从群组中删除，保障了系 统安全性。 • 黑 黑 黑白 白 白名 名 名单 单 单机 机 机制 制 制：每个群组仅可接收相应群组的消息，保证群组间网络通信的隔离性；CA黑名单机 制可及时与作恶节点断开网络连接，保障了系统安全。 • 权 权 权限 限 限管 管 管理 理 理机 机 机制 制 制：基于分布式存储权限控制机制，灵活、细粒度地控制外部账户部署合约和创建、

模 模块 块 块 FISCO BCOS采用高通量可扩展的多群组架构，可以动态管理多链、多群组，满足多业务场景的扩展需 求和隔离需求，核心模块包括： • 共 共 共识 识 识机 机 机制 制 制：可插拔的共识机制，支持PBFT、Raft和rPBFT共识算法，交易确认时延低、吞吐量 高，并具有最终一致性。其中PBFT和rPBFT可解决拜占庭问题，安全性更高。 • 存 存 存储 储 储：世界状态的 ySQL等多种后端存储，支持 数据简便快速扩容的同时，将计算与数据隔离，降低了节点故障对节点数据的影响。 • 网 网 网络 络 络：支持网络压缩功能，并基于负载均衡的思想实现了良好的分布式网络分发机制，最大化降 低带宽开销。 1.4 性 性 性能 能 能 为提升系统性能，FISCO BCOS从提升交易执行效率和并发两个方面优化了交易执行，使得交易处理性 能达到万级以上。 • 基 基 基于 于 入机 机 机制 制 制：限制节点加入、退出联盟链，可将指定群组的作恶节点从群组中删除，保障了系 统安全性。 • 黑 黑 黑白 白 白名 名 名单 单 单机 机 机制 制 制：每个群组仅可接收相应群组的消息，保证群组间网络通信的隔离性；CA黑名单机 制可及时与作恶节点断开网络连接，保障了系统安全。 • 权 权 权限 限 限管 管 管理 理 理机 机 机制 制 制：基于分布式存储权限控制机制，灵活、细粒度地控制外部账户部署合约和创建、

高，使应用运行环境更安全、 更稳定。 核心模块 FISCO BCOS采用高通量可扩展的多群组架构，可以动态管理多链、多群 组，满足多业务场景的扩展需求和隔离需求，核心模块包括： 共识机制：可插拔的共识机制，支持PBFT、Raft和rPBFT共识算法，交 易确认时延低、吞吐量高，并具有最终一致性。其中PBFT和rPBFT可解 决拜占庭问题，安全性更高。 存储：世界状态的存储从原来的MPT存储结构转为分布式存储，避免了 LevelDB、RocksDB、MySQL等多种后端存储，支持数据简便快速扩容 的同时，将计算与数据隔离，降低了节点故障对节点数据的影响。 网络：支持网络压缩功能，并基于负载均衡的思想实现了良好的分布式 网络分发机制，最大化降低带宽开销。 性能 为提升系统性能，FISCO BCOS从提升交易执行效率和并发两个方面优化了 交易执行，使得交易处理性能达到万级以上。 基于C++的Precompiled合约：区块链底层内置C++语言编写的 TLS安全协议外，FISCO BCOS还实现了一整套安全解决方案： 网络准入机制：限制节点加入、退出联盟链，可将指定群组的作恶节点 从群组中删除，保障了系统安全性。 黑白名单机制：每个群组仅可接收相应群组的消息，保证群组间网络通 信的隔离性；CA黑名单机制可及时与作恶节点断开网络连接，保障了系 统安全。 权限管理机制：基于分布式存储权限控制机制，灵活、细粒度地控制外 部账户部署合约和创建、插入、删除和更新用户表的权限。