如何通过 Java 的运行时 api 获取 Java 程序使用的内存?

2022-08-31 16:22:47

有类似的问题,但他们似乎避免回答这个具体问题。如何通过 Java 的运行时 api 获取 Java 程序使用的内存?

这里的答案表明我可以做这样的事情:

System.out.println("KB: " + (double) (Runtime.getRuntime().totalMemory() - Runtime.getRuntime().freeMemory()) / 1024);

但是,无论我运行哪个程序,这总是返回相同的数字。例如,下面我有一个程序,无论我在地图中放入多少数字,内存使用量都保持不变。

package memoryTest;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class MemoryTest {

    static Map<Integer, NewObject> map = new HashMap<Integer, NewObject>();

    public static void main(String[] args){

        System.out.println("KB: " + (double) (Runtime.getRuntime().totalMemory() - Runtime.getRuntime().freeMemory()) / 1024);
        fillMemory(25);

        System.out.println("KB: " + (double) (Runtime.getRuntime().totalMemory() - Runtime.getRuntime().freeMemory()) / 1024);
    }

    static int j=0;
    public static void fillMemory(int i){

        for(int k=0; k< 2000; k++)
            map.put(j++, new NewObject());

    }
    

    public static class NewObject{
        long i = 0L;
        long j = 0L;
        long k = 0L;
    }
    
}

通过 cambecc 的主要方法,输出是:

# 3085, Total: 128516096, Free: 127173744, Diff: 671120
# 173579, Total: 128516096, Free: 110033976, Diff: 671128
# 335207, Total: 128516096, Free: 92417792, Diff: 637544
# 672788, Total: 224198656, Free: 159302960, Diff: 1221520
# 1171480, Total: 224198656, Free: 106939136, Diff: 1221544
# 1489771, Total: 368377856, Free: 227374816, Diff: 1212984
# 1998743, Total: 368377856, Free: 182494408, Diff: 1212984

答案 1

你做对了。获取内存使用情况的方法与您描述的完全相同:

Runtime.getRuntime().totalMemory() - Runtime.getRuntime().freeMemory()

但是,程序始终返回相同内存使用情况的原因是,您没有创建足够的对象来克服该方法的精度限制。虽然它具有字节分辨率,但不能保证需要多精确。javadoc也说了这么多:freeMemoryfreeMemory

当前可用于将来分配的对象的内存总量的近似值,以字节为单位。

请尝试以下操作,这将创建 200 万个实例,并在每次更改结果时打印出来:NewObjectfreeMemory

public static void main(String[] args) {
    Runtime rt = Runtime.getRuntime();
    long prevTotal = 0;
    long prevFree = rt.freeMemory();

    for (int i = 0; i < 2_000_000; i++) {
        long total = rt.totalMemory();
        long free = rt.freeMemory();
        if (total != prevTotal || free != prevFree) {
            System.out.println(
                String.format("#%s, Total: %s, Free: %s, Diff: %s",
                    i, 
                    total,
                    free,
                    prevFree - free));
            prevTotal = total;
            prevFree = free;
        }
        map.put(i, new NewObject());
    }
}

在我的计算机上,我看到如下输出

#0, Total: 513998848, Free: 508635256, Diff: 0
#21437, Total: 513998848, Free: 505953496, Diff: 2681760
#48905, Total: 513998848, Free: 503271728, Diff: 2681768
#73394, Total: 513998848, Free: 500589960, Diff: 2681768
#103841, Total: 513998848, Free: 497908192, Diff: 2681768
...

请注意,在实例化第 21,437 个对象之前,报告的可用内存是如何更改的?我建议我正在使用的JVM(Java7 Win 64位)的数字精度略高于2.5MB(尽管如果您运行实验,您会看到这个数字有所不同)。freeMemory

-- 编辑 --

此代码与上面相同,但打印有关内存使用情况的更多详细信息。希望它能更清楚地说明 JVM 的内存使用情况。我们在循环中不断分配新对象。在每次迭代期间,如果 or 与上次迭代相同,我们不会打印任何内容。但是,如果任何一个都已更改,我们将报告当前的内存使用情况。这些值表示当前使用情况与上一个内存报告之间的差异。totalMemoryfreeMemory

public static void main(String[] args) {
    Runtime rt = Runtime.getRuntime();
    long prevTotal = 0;
    long prevFree = rt.freeMemory();

    for (int i = 0; i < 2_000_000; i++) {
        long total = rt.totalMemory();
        long free = rt.freeMemory();
        if (total != prevTotal || free != prevFree) {
            long used = total - free;
            long prevUsed = (prevTotal - prevFree);
            System.out.println(
                "#" + i +
                ", Total: " + total +
                ", Used: " + used +
                ", ∆Used: " + (used - prevUsed) +
                ", Free: " + free +
                ", ∆Free: " + (free - prevFree));
            prevTotal = total;
            prevFree = free;
        }
        map.put(i, new NewObject());
    }
}

在我的笔记本上,我看到以下输出。请注意,您的结果将因操作系统、硬件、JVM 实现等而异:

#0, Total: 83427328, Used: 1741048, ∆Used: 83427328, Free: 81686280, ∆Free: 0
#3228, Total: 83427328, Used: 1741080, ∆Used: 32, Free: 81686248, ∆Free: -32
#3229, Total: 83427328, Used: 2176280, ∆Used: 435200, Free: 81251048, ∆Free: -435200
#7777, Total: 83427328, Used: 2176312, ∆Used: 32, Free: 81251016, ∆Free: -32
#7778, Total: 83427328, Used: 2611536, ∆Used: 435224, Free: 80815792, ∆Free: -435224
...
#415056, Total: 83427328, Used: 41517072, ∆Used: 407920, Free: 41910256, ∆Free: -407920
#419680, Total: 145358848, Used: 39477560, ∆Used: -2039512, Free: 105881288, ∆Free: 63971032
#419681, Total: 145358848, Used: 40283832, ∆Used: 806272, Free: 105075016, ∆Free: -806272
...

从这些数据中可以得出一些观察结果:

  1. 已用内存往往会增加,如预期的那样。已用内存包括活动对象和垃圾。
  2. 但是在 GC 期间,已用内存会减少,因为垃圾已被丢弃。例如,这发生在 #419680。
  3. 可用内存量以块为单位减少,而不是逐字节减少。块的大小各不相同。有时块真的很小,比如32个字节,但通常它们更大,比如400K,或者800K。因此,看起来块大小会有所不同。但与总堆大小相比,变化似乎很小。例如,在 #419681,块大小仅为总堆大小的 0.6%。
  4. 正如预期的那样,可用内存往往会减少,直到GC启动并清理垃圾。发生这种情况时,可用内存会急剧增加,具体取决于丢弃的垃圾量。
  5. 此测试会产生大量垃圾。随着哈希图的大小增加,它会重新哈希其内容,从而产生大量的垃圾。

答案 2

我有以下方法

public static long getMaxMemory() {
    return Runtime.getRuntime().maxMemory();
}

public static long getUsedMemory() {
    return getMaxMemory() - getFreeMemory();
}

public static long getTotalMemory() {
    return Runtime.getRuntime().totalMemory();
}

public static long getFreeMemory() {
    return Runtime.getRuntime().freeMemory();
}

返回(已使用的)内存(以字节为单位)。

如果你想重新计算到MiB,我有:

private static final long MEGABYTE_FACTOR = 1024L * 1024L;
private static final DecimalFormat ROUNDED_DOUBLE_DECIMALFORMAT;
private static final String MIB = "MiB";

static {
    DecimalFormatSymbols otherSymbols = new DecimalFormatSymbols(Locale.ENGLISH);
    otherSymbols.setDecimalSeparator('.');
    otherSymbols.setGroupingSeparator(',');
    ROUNDED_DOUBLE_DECIMALFORMAT = new DecimalFormat("####0.00", otherSymbols);
    ROUNDED_DOUBLE_DECIMALFORMAT.setGroupingUsed(false);
}


    public static String getTotalMemoryInMiB() {
        double totalMiB = bytesToMiB(getTotalMemory());
        return String.format("%s %s", ROUNDED_DOUBLE_DECIMALFORMAT.format(totalMiB), MIB);
    }

    public static String getFreeMemoryInMiB() {
        double freeMiB = bytesToMiB(getFreeMemory());
        return String.format("%s %s", ROUNDED_DOUBLE_DECIMALFORMAT.format(freeMiB), MIB);
    }

    public static String getUsedMemoryInMiB() {
        double usedMiB = bytesToMiB(getUsedMemory());
        return String.format("%s %s", ROUNDED_DOUBLE_DECIMALFORMAT.format(usedMiB), MIB);
    }

    public static String getMaxMemoryInMiB() {
        double maxMiB = bytesToMiB(getMaxMemory());
        return String.format("%s %s", ROUNDED_DOUBLE_DECIMALFORMAT.format(maxMiB), MIB);
    }

    public static double getPercentageUsed() {
        return ((double) getUsedMemory() / getMaxMemory()) * 100;
    }

    public static String getPercentageUsedFormatted() {
        double usedPercentage = getPercentageUsed();
        return ROUNDED_DOUBLE_DECIMALFORMAT.format(usedPercentage) + "%";
    }