JAVA7、JAVA8的堆内存有啥变化

本文详细介绍了JVM内存结构,包括堆、方法区、JVM栈等五个区域的作用与管理方式,并重点阐述了Java 8中持久代的变化及元空间的概念。

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OK,华为面试官的又一个考倒我的问题。回来找了下资料,总结如下。

   快速过一遍JVM的内存结构,JVM中的内存分为5个虚拟的区域:

Java8的JVM持久代 - 何去何从?

  • 你的Java程序中所分配的每一个对象都需要存储在内存里。堆是这些实例化的对象所存储的地方。是的——都怪new操作符,是它把你的Java堆都占满了的!
  • 它由所有线程共享
  • 当堆耗尽的时候,JVM会抛出java.lang.OutOfMemoryError 异常
  • 堆的大小可以通过JVM选项-Xms和-Xmx来进行调整

堆被分为:

  • Eden区 —— 新对象或者生命周期很短的对象会存储在这个区域中,这个区的大小可以通过-XX:NewSize和-XX:MaxNewSize参数来调整。新生代GC(垃圾回收器)会清理这一区域。
  • Survivor区 —— 那些历经了Eden区的垃圾回收仍能存活下来的依旧存在引用的对象会待在这个区域。这个区的大小可以由JVM参数-XX:SurvivorRatio来进行调节。
  • 老年代 —— 那些在历经了Eden区和Survivor区的多次GC后仍然存活下来的对象(当然了,是拜那些挥之不去的引用所赐)会存储在这个区里。这个区会由一个特殊的垃圾回收器来负责。年老代中的对象的回收是由老年代的GC(major GC)来进行的。
方法区
  • 也被称为非堆区域(在HotSpot JVM的实现当中)
  • 它被分为两个主要的子区域

持久代 —— 这个区域会 存储包括类定义,结构,字段,方法(数据及代码)以及常量在内的类相关数据。它可以通过-XX:PermSize及 -XX:MaxPermSize来进行调节。如果它的空间用完了,会导致java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space的异常。

代码缓存——这个缓存区域是用来存储编译后的代码。编译后的代码就是本地代码(硬件相关的),它是由JIT(Just In Time)编译器生成的,这个编译器是Oracle HotSpot JVM所特有的。

JVM栈
  • 和Java类中的方法密切相关
  • 它会存储局部变量以及方法调用的中间结果及返回值
  • Java中的每个线程都有自己专属的栈,这个栈是别的线程无法访问的。
  • 可以通过JVM选项-Xss来进行调整
本地栈
  • 用于本地方法(非Java代码)
  • 按线程分配
PC寄存器
  • 特定线程的程序计数器
  • 包含JVM正在执行的指令的地址(如果是本地方法的话它的值则未定义)

好吧,这就是JVM内存分区的基础知识了。现在再说说持久代这个话题吧。

那么JAVA 8持久代上哪去了?

事实上,持久代已经被彻底删除了,取代它的是另一个内存区域也被称为元空间。

元空间 —— 快速入门
  • 它是本地堆内存中的一部分
  • 它可以通过-XX:MetaspaceSize和-XX:MaxMetaspaceSize来进行调整
  • 当到达XX:MetaspaceSize所指定的阈值后会开始进行清理该区域
  • 如果本地空间的内存用尽了会收到java.lang.OutOfMemoryError: Metadata space的错误信息。
  • 和持久代相关的JVM参数-XX:PermSize及-XX:MaxPermSize将会被忽略掉,并且在启动的时候给出警告信息。
  • 充分利用了Java语言规范中的好处:类及相关的元数据的生命周期与类加载器的一致
元空间 —— 内存分配模型
  • 绝大多数的类元数据的空间都从本地内存中分配
  • 用来描述类元数据的类也被删除了,分元数据分配了多个虚拟内存空间
  • 给每个类加载器分配一个内存块的列表,只进行线性分配。块的大小取决于类加载器的类型, sun/反射/代理对应的类加载器的块会小一些。
  • 不会单独回收某个类,如果GC发现某个类加载器不再存活了,会把相关的空间整个回收掉。这样减少了碎片,并节省GC扫描和压缩的时间。
元空间 —— 调优
  • 使用-XX:MaxMetaspaceSize参数可以设置元空间的最大值,默认是没有上限的,也就是说你的系统内存上限是多少它就是多少。
  • 使用-XX:MetaspaceSize选项指定的是元空间的初始大小,如果没有指定的话,元空间会根据应用程序运行时的需要动态地调整大小。
  •  一旦类元数据的使用量达到了“MaxMetaspaceSize”指定的值,对于无用的类和类加载器,垃圾收集此时会触发。为了控制这种垃圾收集的频率和延迟,合适的监控和调整Metaspace非常有必要。过于频繁的Metaspace垃圾收集是类和类加载器发生内存泄露的征兆,同时也说明你的应用程序内存大小不合适,需要调整。




<think>嗯,用户问的是强制杀掉Java进程后,为什么还存在内存问题。这个问题需要从操作系统Java虚拟机(JVM)的内存管理机制来考虑。首先,我得回忆一下进程终止时操作系统如何处理其资源。通常来说,当一个进程被强制终止,比如使用kill -9,操作系统应该回收它占用的所有内存,包括堆、栈其他资源。但用户说进程结束后内存问题依然存在,可能有什么原因呢? 可能的情况有几个:第一种是操作系统的内存回收机制可能有延迟。虽然进程结束,但系统可能不会立即回收内存,尤其是当系统内存充足时,可能不会立即处理,导致top或free命令显示的内存使用情况没有立即变化。这时候可能需要观察一段时间,或者手动触发内存回收,比如执行sync命令或者释放缓存。 第二种可能性是内存泄漏可能发生在操作系统层面,比如共享内存未正确释放。虽然JVM本身在进程终止后应该释放所有内存,但如果进程在使用某些系统资源时没有正确释放,比如内存映射文件或者共享内存段,这些资源可能不会被自动回收。这时候需要检查是否有残留的共享内存段,可以用ipcs命令查看,并用ipcrm删除。 第三种情况是JVM的Native Memory泄漏。Java应用可能会通过JNI调用本地代码,这部分代码如果存在内存泄漏,即使JVM进程结束,操作系统可能仍然保留这部分内存。需要检查是否有本地库的问题,或者是否有其他进程依赖这些资源。 另外,还有可能是监控工具显示的问题。比如,有些工具可能缓存了之前的数据,或者显示的是系统缓存的内存,这部分内存会被自动回收。这时候需要确认用户使用的是正确的工具参数,比如使用top时看的是RES(常驻内存)还是其他指标。 还有一种情况是僵尸进程,虽然进程已经终止,但在进程表中仍然有残留条目。不过这种情况通常不会占用内存,只是占用进程ID等资源,所以可能不是直接原因。 总结下来,用户需要逐步排查:首先确认进程是否真正终止,使用ps或top查看;然后检查系统内存使用情况,确认是否有延迟回收;接着检查共享内存Native内存泄漏;最后检查监控工具的数据是否准确。如果问题依然存在,可能需要进一步分析系统日志或使用更专业的内存分析工具。</think>强制结束Java进程后,若仍存在内存问题,可能涉及以下机制排查方向: --- ### 一、进程终止与内存回收机制 1. **理论情况** - 当使用 `kill -9 PID` 强制终止进程时,操作系统理论上应回收该进程占用的所有内存(包括堆内存、栈内存、Native内存等)。 - 内存未被立即释放的现象通常与 **操作系统内存管理策略** 有关。 2. **现象解释** - **延迟回收**:Linux系统倾向于 **延迟物理内存回收**(尤其当系统内存充足时),已释放的内存可能仍被标记为 `cached` 或 `buffered`(可通过 `free -h` 查看)。 - **监控工具误导**:某些工具(如 `top`)显示的 `RES`(常驻内存)可能包含共享库等资源,需结合 `VIRT` 实际可用内存综合判断。 --- ### 二、常见原因分析 #### 1. 操作系统级内存缓存 - **现象** 通过 `free -h` 观察到内存占用未下降,但 `available` 字段实际可用内存增加。 - **原理** 操作系统将释放的内存标记为缓存(`cached`),后续可被其他进程快速复用。 - **验证方法** 执行命令强制释放缓存(需root权限): ```bash sync && echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches ``` #### 2. 共享内存未释放 - **场景** Java进程使用了共享内存(如通过 `mmap` 或 IPC 机制)。 - **排查步骤** - 检查残留共享内存段: ```bash ipcs -m ``` - 手动释放(需root权限): ```bash ipcrm -m <shmid> ``` #### 3. Native内存泄漏 - **原因** JVM通过JNI调用本地库(Native Code),若本地代码存在内存泄漏,即使Java进程结束,操作系统可能仍保留其分配的内存。 - **排查方法** - 检查是否依赖了第三方本地库(如 `.so` 或 `.dll` 文件)。 - 使用Valgrind等工具分析本地代码。 #### 4. 僵尸进程或父进程未正确处理 - **现象** 进程状态为 `Zombie`(僵尸进程),但此类进程不占用内存,仅保留少量元数据。 - **验证方法** ```bash ps aux | grep defunct ``` --- ### 三、操作建议 1. **确认进程完全终止** ```bash ps -ef | grep <java进程名> ``` 2. **监控内存变化** - 使用 `vmstat 1` 观察内存趋势。 - 重点关注 `free` `available` 字段。 3. **排查Native资源** - 检查是否有残留的临时文件、Socket连接或数据库连接。 - 使用 `lsof` 查看进程遗留句柄: ```bash lsof -p <原进程PID> ``` --- ### 四、总结 | 现象类型 | 关键特征 | 解决方案 | |----------------|---------------------------|------------------------------| | 操作系统缓存 | `cached` 内存偏高 | 等待或手动释放缓存 | | 共享内存残留 | `ipcs -m` 显示未释放段 | 通过 `ipcrm` 清理 | | Native内存泄漏 | 内存未释放且含JNI调用 | 检查本地库或使用内存分析工具 | 若问题持续,建议结合 `dmesg` 日志 `gdb` 等工具进行深度分析。
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