贫穷盛行，遗忘记忆
我在学校的操作系统或系统编程课上学习了“内存结构”。我还记得堆栈和堆等术语被用作考试问题。
但说实话，直到毕业之前我很少认真关注记忆。如今，个人笔记本电脑的 RAM 基本上都是 16GB 或 32GB。在做本科水平的作业时，几乎不存在内存不足的情况。而且，在像Java这样的语言中，垃圾收集器（GC）会自动清理空间，所以我不必担心内存地址。
于是，在硬件的丰富性和语言的便利性的陶醉下，我忘记了“记忆感”这一开发者的基本技能，一头扎进了实际工作中。
从实践中吸取的惨痛教训
在学校练习编码测试时，我所能做的就是将一些数字放入一个数组中并旋转它们。输入数据最多不超过10万条。但实践却不同。无论初创公司多么小，数据库中都积累了数以千万计的实际客户数据。
在实践中，一种称为“ORM（对象关系映射）”的技术被用来方便地处理如此大量的数据。它是一个非常有用的工具，允许您像 Java 对象一样处理数据，而无需自己编写 SQL 查询。 （Hibernate是Java阵营中的一个代表性例子。）
问题是这个工具“太方便了”，只要一按按钮，DB中的所有数据就被带入列表中，所以我无法估计其背后隐藏的数据的权重。只需编写一行代码“获取客户信息”，数以万计的人的信息及其附带的订单详细信息就全部加载到内存中。
结果是灾难性的。 32GB内存瞬间就满了。由于 GC（清理器）试图保护内存，服务器遭受“极度滞后”，并最终停止。
熟悉的栈，陌生的堆
当我看着服务器喷出的错误日志时，我的目光被一个字吸引了。
java.lang.OutOfMemoryError：Java 堆空间
其实，“栈”这个词很熟悉。我在数据结构课上学到了它，这也是一个开发人员每天访问一次的网站（Stack Overflow）的名称。众所周知，如果递归函数写得不正确，堆栈就会爆裂。
然而，在实践中，每当服务器死掉时，遇到的罪魁祸首并不是堆栈。错误日志始终指向“堆”。
“不是栈满了，而是堆空间不够了？”
那一刻，我的脑海中闪过一个问题。我明白了栈，但是什么是堆呢？为什么在实践中经常发生爆炸呢？和数据结构中的堆一样吗？为什么我的代码会影响堆而不是堆栈？
这个问题让我回到了尘封已久的主要书籍和谷歌搜索的世界。然后我发现了。事实上，我的代码所在的“内存（RAM）”实际上并不是一个单独的房间，而是一个根据用途彻底划分和操作的“独立空间”。
数字配送中心的工作台和仓库
让我们回到“数字物流中心”的世界观。这里，“RAM（内存）”是工作人员（CPU）分散项目进行工作的空间。然而，为了提高效率，该空间在两个独立的区域中运行。
1. Stack：工人的个人工作台
2.堆：公共仓库
【代码验证】通过错误证明的两个世界
内存真的这么划分吗？通过故意在代码中造成错误，可以清楚地证明这两个空格的存在。
1.堆栈溢出错误
堆栈称为“工作台”。工作台很窄。如果函数没有完成并继续调用自身（递归），文档就会在工作台上堆积到天花板并最终崩溃。
public class StackTest {
public static void recursiveCall(int depth) {
// 無限遞迴呼叫：函式不會結束，持續堆積在 Stack 上
System.out.println("Stack Depth: " + depth);
recursiveCall(depth + 1);
}
public static void main(String[] args) {
recursiveCall(1);
}
}
结果：经过几千轮后，它会抛出StackOverflowError。无论堆空间有多空，如果堆栈（工作台）已满，程序就会死掉。
2.堆爆炸（OutOfMemoryError）
这一次，让我们重现我的噩梦吧。类似于由于错误使用ORM而导致一次加载数万个对象的情况，我们将继续创建巨大的列表并将它们塞入堆中。
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class HeapTest {
public static void main(String[] args) {
List<byte[]> warehouse = new ArrayList<>();
while (true) {
// 持續產生 1MB 的資料堆積在倉庫（Heap）中
// 實務範例：從 DB 一次查詢數萬筆資料且未分頁時會發生
warehouse.add(new byte[1024 * 1024]);
}
}
}
结果： java.lang.OutOfMemoryError：Java 堆空间。这不是堆栈问题。出现此错误的原因是仓库中没有更多空间来装载物品。这一刻，我亲眼目睹了我编写的代码如何困扰堆。
垃圾收集器 (GC)
这里有一个重要的区别。当函数结束时，堆栈会“自动”清空。无需担心。然而，如果有人不清理堆，垃圾就会继续堆积。
在C语言等旧语言中，开发人员必须直接使用命令free()来清理它们。如果你忘记了，仓库就会充满垃圾并爆炸（内存泄漏）。另一方面，Java、Python 和 JavaScript (JS) 等现代语言使用称为“GC（垃圾收集器）”的专业清理程序。
“没有人再使用这个对象了？” GC 定期遍历堆，找到无主对象并丢弃它们。因此，我们不必编写内存释放代码。
但是没有什么是免费的。当 GC 进行深度清洁时，物流中心的所有工作都会暂时停止（Stop-the-world）。这个清理时间就是游戏突然滞后或服务器冻结大约一秒钟的原因。
结论：看到无形的眼睛
了解堆栈和堆后，我的显示器上的代码开始看起来不同。过去，当我查看代码 new Student() 时，我只是想，“我创建了一个对象”。但现在我可以看到它了。
“现在有一个盒子进入了称为Heap的仓库。如果我不删除它（或者GC不来），它会继续吃掉内存。”
在获得“看到无形之物的眼睛”之后，我能够将自己从模糊的恐惧中解放出来。即使服务器吐出OutOfMemory，我也不会像以前那样惊慌并按下重新启动按钮。相反，打开分析工具，冷静地问：“哪个对象正在占用堆？”这是因为，如果您知道原因，就可以解决它。
我们现在已经征服了存储代码的空间（内存）。仓库已做好充分准备。那么，在这个仓库中实际运输和组装物品的“工人”是谁呢？单独工作和与多人同时工作（多任务）有什么区别？
下一次，我们一起走进操作系统之花、后端开发者永恒的功课“进程&线程”的世界。