1 MB 或更大的 Java 字节数组占用两倍的 RAM

2022-09-04 03:54:36

在Windows 10 / OpenJDK上运行以下代码11.0.4_x64生成为输出和。这意味着 100 万个元素的 200 字节数组占用大约 200MB RAM。一切都很好。used: 197expected usage: 200

当我将代码中的字节数组分配从 更改为 (即,更改为 1024*1024 个元素) 时,它将生成为输出和 。这到底是怎么回事?new byte[1000000]new byte[1048576]used: 417expected usage: 200

import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;

public class Mem {
    private static Runtime rt = Runtime.getRuntime();
    private static long free() { return rt.maxMemory() - rt.totalMemory() + rt.freeMemory(); }
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, IOException {
        int blocks = 200;
        long initiallyFree = free();
        System.out.println("initially free: " + initiallyFree / 1000000);
        ArrayList<byte[]> data = new ArrayList<>();
        for (int n = 0; n < blocks; n++) { data.add(new byte[1000000]); }
        System.gc();
        Thread.sleep(2000);
        long remainingFree = free();
        System.out.println("remaining free: " + remainingFree / 1000000);
        System.out.println("used: " + (initiallyFree - remainingFree) / 1000000);
        System.out.println("expected usage: " + blocks);
        System.in.read();
    }
}

使用visualvm更深入地观察,在第一种情况下,我看到一切都符合预期:

byte arrays take up 200mb

在第二种情况下,除了字节数组之外,我看到相同数量的int数组占用与字节数组相同数量的RAM:

int arrays take up additional 200mb

顺便说一句,这些int数组没有显示它们被引用,但我无法垃圾回收它们...(字节数组在引用它们的位置显示得很好。

任何想法,这里发生了什么?


答案 1

这描述了G1垃圾回收器的开箱即用行为,它通常默认为1MB“区域”,并在Java 9中成为JVM默认值。在启用其他 GC 的情况下运行会得到不同的数字。

任何超过半个区域大小的物体都被认为是“巨大的”......对于仅略大于堆区域大小的倍数的对象,此未使用的空间可能会导致堆变得碎片化。

我跑了,它显示堆被巨大的区域耗尽:java -Xmx300M -XX:+PrintGCDetails

[0.202s][info   ][gc,heap        ] GC(51) Old regions: 1->1
[0.202s][info   ][gc,heap        ] GC(51) Archive regions: 2->2
[0.202s][info   ][gc,heap        ] GC(51) Humongous regions: 296->296
[0.202s][info   ][gc             ] GC(51) Pause Full (G1 Humongous Allocation) 297M->297M(300M) 1.935ms
[0.202s][info   ][gc,cpu         ] GC(51) User=0.01s Sys=0.00s Real=0.00s
...
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

我们希望我们的 1MiB“小于 G1 区域大小的一半”,因此添加会得到一个功能应用程序:byte[]-XX:G1HeapRegionSize=4M

[0.161s][info   ][gc,heap        ] GC(19) Humongous regions: 0->0
[0.161s][info   ][gc,metaspace   ] GC(19) Metaspace: 320K->320K(1056768K)
[0.161s][info   ][gc             ] GC(19) Pause Full (System.gc()) 274M->204M(300M) 9.702ms
remaining free: 100
used: 209
expected usage: 200

深入概述 G1:https://www.oracle.com/technical-resources/articles/java/g1gc.html

G1的破碎细节:https://docs.oracle.com/en/java/javase/13/gctuning/garbage-first-garbage-collector-tuning.html#GUID-2428DA90-B93D-48E6-B336-A849ADF1C552


答案 2