本篇是关于 JVM 内存的详细分析。网上有很多关于 JVM 内存结构的分析以及图片,但是由于不是一手的资料亦或是人云亦云导致有很错误,造成了很多误解;并且,这里可能最容易混淆的是一边是 JVM Specification 的定义,一边是 Hotspot JVM 的实际实现,有时候人们一些部分说的是 JVM Specification,一部分说的是 Hotspot 实现,给人一种割裂感与误解。本篇主要从 Hotspot 实现出发,以 Linux x86 环境为主,紧密贴合 JVM 源码并且辅以各种 JVM 工具验证帮助大家理解 JVM 内存的结构。但是,本篇仅限于对于这些内存的用途,使用限制,相关参数的分析,有些地方可能比较深入,有些地方可能需要结合本身用这块内存涉及的 JVM 模块去说,会放在另一系列文章详细描述。最后,洗稿抄袭狗不得 house
本篇全篇目录(以及涉及的 JVM 参数):
- 从 Native Memory Tracking 说起(全网最硬核 JVM 内存解析 - 1.从 Native Memory Tracking 说起开始)
- Native Memory Tracking 的开启
- Native Memory Tracking 的使用(涉及 JVM 参数:
NativeMemoryTracking
) - Native Memory Tracking 的 summary 信息每部分含义
- Native Memory Tracking 的 summary 信息的持续监控
- 为何 Native Memory Tracking 中申请的内存分为 reserved 和 committed
- JVM 内存申请与使用流程(全网最硬核 JVM 内存解析 - 2.JVM 内存申请与使用流程开始)
- Linux 下内存管理模型简述
- JVM commit 的内存与实际占用内存的差异
- JVM commit 的内存与实际占用内存的差异
- 大页分配 UseLargePages(全网最硬核 JVM 内存解析 - 3.大页分配 UseLargePages开始)
- Linux 大页分配方式 - Huge Translation Lookaside Buffer Page (hugetlbfs)
- Linux 大页分配方式 - Transparent Huge Pages (THP)
- JVM 大页分配相关参数与机制(涉及 JVM 参数:
UseLargePages
,UseHugeTLBFS
,UseSHM
,UseTransparentHugePages
,LargePageSizeInBytes
)
- Java 堆内存相关设计(全网最硬核 JVM 内存解析 - 4.Java 堆内存大小的确认开始)
- 通用初始化与扩展流程
- 直接指定三个指标的方式(涉及 JVM 参数:
MaxHeapSize
,MinHeapSize
,InitialHeapSize
,Xmx
,Xms
) - 不手动指定三个指标的情况下,这三个指标(MinHeapSize,MaxHeapSize,InitialHeapSize)是如何计算的
- 压缩对象指针相关机制(涉及 JVM 参数:
UseCompressedOops
)(全网最硬核 JVM 内存解析 - 5.压缩对象指针相关机制开始)- 压缩对象指针存在的意义(涉及 JVM 参数:
ObjectAlignmentInBytes
) - 压缩对象指针与压缩类指针的关系演进(涉及 JVM 参数:
UseCompressedOops
,UseCompressedClassPointers
) - 压缩对象指针的不同模式与寻址优化机制(涉及 JVM 参数:
ObjectAlignmentInBytes
,HeapBaseMinAddress
)
- 压缩对象指针存在的意义(涉及 JVM 参数:
- 为何预留第 0 页,压缩对象指针 null 判断擦除的实现(涉及 JVM 参数:
HeapBaseMinAddress
) - 结合压缩对象指针与前面提到的堆内存限制的初始化的关系(涉及 JVM 参数:
HeapBaseMinAddress
,ObjectAlignmentInBytes
,MinHeapSize
,MaxHeapSize
,InitialHeapSize
) - 使用 jol + jhsdb + JVM 日志查看压缩对象指针与 Java 堆验证我们前面的结论
- 验证
32-bit
压缩指针模式 - 验证
Zero based
压缩指针模式 - 验证
Non-zero disjoint
压缩指针模式 - 验证
Non-zero based
压缩指针模式
- 验证
- 堆大小的动态伸缩(涉及 JVM 参数:
MinHeapFreeRatio
,MaxHeapFreeRatio
,MinHeapDeltaBytes
)(全网最硬核 JVM 内存解析 - 6.其他 Java 堆内存相关的特殊机制开始) - 适用于长期运行并且尽量将所有可用内存被堆使用的 JVM 参数 AggressiveHeap
- JVM 参数 AlwaysPreTouch 的作用
- JVM 参数 UseContainerSupport - JVM 如何感知到容器内存限制
- JVM 参数 SoftMaxHeapSize - 用于平滑迁移更耗内存的 GC 使用
- JVM 元空间设计(全网最硬核 JVM 内存解析 - 7.元空间存储的元数据开始)
- 什么是元数据,为什么需要元数据
- 什么时候用到元空间,元空间保存什么 4.2.1. 什么时候用到元空间,以及释放时机 4.2.2. 元空间保存什么
- 元空间的核心概念与设计(全网最硬核 JVM 内存解析 - 8.元空间的核心概念与设计开始)
- 元空间的整体配置以及相关参数(涉及 JVM 参数:
MetaspaceSize
,MaxMetaspaceSize
,MinMetaspaceExpansion
,MaxMetaspaceExpansion
,MaxMetaspaceFreeRatio
,MinMetaspaceFreeRatio
,UseCompressedClassPointers
,CompressedClassSpaceSize
,CompressedClassSpaceBaseAddress
,MetaspaceReclaimPolicy
) - 元空间上下文
MetaspaceContext
- 虚拟内存空间节点列表
VirtualSpaceList
- 虚拟内存空间节点
VirtualSpaceNode
与CompressedClassSpaceSize
MetaChunk
ChunkHeaderPool
池化MetaChunk
对象ChunkManager
管理空闲的MetaChunk
- 类加载的入口
SystemDictionary
与保留所有ClassLoaderData
的ClassLoaderDataGraph
- 每个类加载器私有的
ClassLoaderData
以及ClassLoaderMetaspace
- 管理正在使用的
MetaChunk
的MetaspaceArena
- 元空间内存分配流程(
- 元空间的整体配置以及相关参数(涉及 JVM 参数: