我讀了一篇關(guān)于Erlang VM的內(nèi)存管理策略的非常非常有趣的文章。 它是Jesper Wilhelmsson撰寫的論文 ，我認(rèn)為討論Erlang的內(nèi)存設(shè)置和Oracle的Java VM之間的差異可能會(huì)很好。

作為對(duì)從未聽說過Erlang的人的真正的簡短介紹; 它是一種功能語言，使用異步消息傳遞作為并發(fā)的基礎(chǔ)。 消息傳遞使用復(fù)制語義，從而可以在多個(gè)以上的Erlang VM上分發(fā)，并且在對(duì)一臺(tái)機(jī)器實(shí)質(zhì)上透明的程序員上運(yùn)行。

從某種意義上說， Erlang和Java都是相似的，它們都使用虛擬機(jī)將硬件抽象為可移植層。 兩種語言都使用與機(jī)器無關(guān)的字節(jié)碼。 兩種運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)都依靠垃圾回收來釋放程序員進(jìn)行內(nèi)存管理的能力。

Erlang中的線程開銷非常低。 我相信Erlang中的線程的內(nèi)存要求約為512字節(jié)。 在Java中，線程通常需要大約512 KB，大約是1000倍。 對(duì)于程序員來說，結(jié)果是創(chuàng)建線程來異步執(zhí)行某些工作不是您必須坐下來思考的事情。 典型的Erlang系統(tǒng)具有成千上萬的線程。 像我們?cè)贘ava中那樣，線程池和執(zhí)行器沒有麻煩。

從我所涉獵的內(nèi)容來看，我發(fā)現(xiàn)Erlang是功能語言與允許您編寫實(shí)際應(yīng)用程序的語言之間的一種令人愉快的折衷。 （我知道我會(huì)為此感到遲疑）強(qiáng)大的分布式錯(cuò)誤處理令人驚喜，編寫任何類型的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器實(shí)際上都很容易。 Web服務(wù)器的狀態(tài)機(jī)方法使回滾錯(cuò)誤變得完全自然。

但是這篇文章不是關(guān)于Erlang的編程模型的。 這是關(guān)于Erlang VM處理內(nèi)存的方式。

當(dāng)前的Java虛擬機(jī)使用Erlang程序員稱為共享堆拓?fù)涞臇|西。 所有線程都使用一個(gè)大堆。 大多數(shù)內(nèi)存分配在該堆上。 除了堆之外，JVM還使用一些專用數(shù)據(jù)區(qū)域，例如代碼緩存和永久生成。 這些也在所有線程之間共享。

相比之下， Erlang使用私有堆拓?fù)洹?每個(gè)線程都有自己的微小堆，該堆包含該線程使用的所有數(shù)據(jù)以及該線程的堆棧。 線程的所有數(shù)據(jù)都在該本地堆上。 創(chuàng)建線程時(shí)保留它。 當(dāng)線程死亡時(shí)，整個(gè)堆將簡單地返回到空閑內(nèi)存池。

除了私有堆之外，所有線程都共享對(duì)所謂的二進(jìn)制堆和消息堆的訪問。 這些是專門的堆。 二進(jìn)制堆用于分配可能在線程之間共享的大塊任意數(shù)據(jù)。 例如，這是文件輸入或網(wǎng)絡(luò)緩沖區(qū)所在的位置。

消息堆是消息中使用的數(shù)據(jù)的堆。 消息也在進(jìn)程之間共享。 通過將指針從發(fā)送線程復(fù)制到接收線程，可以在線程之間傳遞消息。 消息的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在消息堆上。

Erlang內(nèi)存模型給我留下了深刻的印象。 它比Java的單堆模型具有更大的可擴(kuò)展性。 語言語義和內(nèi)存模型完美匹配。

例如; 堆是線程專用的一個(gè)簡單事實(shí)可以減輕線程對(duì)自己數(shù)據(jù)的所有形式的鎖檢查的負(fù)擔(dān)。 除此之外，沒有破壞性的寫操作，并且突然也不需要對(duì)共享數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖定檢查。

最新版本的Erlang VM通過擁有多個(gè)調(diào)度程序，進(jìn)一步邁出了又一步。 確切地說，每個(gè)物理處理器一個(gè)調(diào)度程序。 這樣就消除了另一類要檢查的鎖。 僅在無聊的調(diào)度程序時(shí)，它才需要出去，收集一個(gè)鎖，并從另一個(gè)調(diào)度程序中獲取一些進(jìn)程。

在Java中，我們還有很多東西要學(xué)習(xí)。 就是說，我們?cè)贘ava中有一些不錯(cuò)的東西，我錯(cuò)過了使用大型Erlang系統(tǒng)的情況。

當(dāng)線程累積大量數(shù)據(jù)時(shí)， Erlang VM將重新分配并增加堆。 但是，重新分配算法導(dǎo)致堆大小快速增長。 在高負(fù)載下，我們已經(jīng)看到Erlang VM在幾分鐘之內(nèi)吞噬了16GB的RAM。 每個(gè)發(fā)行版都必須經(jīng)過仔細(xì)的負(fù)載測(cè)試，以查看其內(nèi)存需求是否仍然合理。

Erlang VM中沒有任何機(jī)制可以抑制內(nèi)存的增長。 VM會(huì)愉快地分配過多的內(nèi)存，以至于系統(tǒng)需要進(jìn)行交換，或者虛擬內(nèi)存已用完。 這些可能會(huì)導(dǎo)致機(jī)器甚至無法響應(yīng)KVM控制臺(tái)訪問。 過去，我們不得不關(guān)閉機(jī)器并重新啟動(dòng)，才能再次使用它們。

基于隊(duì)列的編程模型使Erlang為其編寫代碼變得非常有趣，這也是生產(chǎn)中的致命弱點(diǎn)。 Erlang中的每個(gè)隊(duì)列都是無界的。 VM不會(huì)引發(fā)異常或限制隊(duì)列中的消息數(shù)。 有時(shí)，進(jìn)程會(huì)由于錯(cuò)誤而停止處理，或者進(jìn)程無法跟上發(fā)送給它的消息流的速度。 在這種情況下， Erlang將只允許該進(jìn)程的隊(duì)列增加，直到VM被殺死或機(jī)器被鎖定（以先到者為準(zhǔn)）。

這意味著，當(dāng)您在生產(chǎn)環(huán)境中運(yùn)行大型Erlang VM時(shí)，您需要進(jìn)行OS級(jí)別的檢查，如果內(nèi)存使用過多的話，這些檢查將殺死進(jìn)程。 對(duì)于運(yùn)行大型Erlang VM的計(jì)算機(jī)，必須具有計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)程控制權(quán)或遠(yuǎn)程訪問卡。

總之，對(duì)于每天的性能，我相信私有堆內(nèi)存模型是Erlang盒子中非常強(qiáng)大的工具。 它將鎖定機(jī)制的所有類都排除在運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)之外，這意味著在相同的目的下，它將比Java更好地?cái)U(kuò)展。 當(dāng)系統(tǒng)被洪水或DDoSed攻擊時(shí)，Java對(duì)內(nèi)存的嚴(yán)格限制將節(jié)省您的培根。

最后的想法

Erlang的VM有一個(gè)命令行開關(guān)，可以將其從使用私有堆拓?fù)淝袚Q到使用共享堆拓?fù)洹?

我喜歡Erlang和Java。 它們之所以難以比較，是因?yàn)樗鼈兣c開發(fā)人員的共同點(diǎn)很少。 通常，我會(huì)在大多數(shù)系統(tǒng)上使用Java。 工具支持更好，可用庫的數(shù)量驚人。 如果我有一個(gè)面向流的消息傳遞系統(tǒng)，我會(huì)選擇Erlang 。 那時(shí)， Erlang編程模型才真正發(fā)光。

參考文獻(xiàn)：

• 我們的JCG合作伙伴Kees Jan Koster （來自Java-Monitor）的 Erlang內(nèi)存架構(gòu)與Java內(nèi)存架構(gòu)

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翻譯自: https://www.javacodegeeks.com/2011/04/erlang-vs-java-memory-architecture.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Erlang与Java内存架构的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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