读Java性能权威指南（第2版）笔记10_原生内存

Posted 2023-03-08 lying7

1. 术语

1.1. 堆指代Java堆

1.2. 原生内存指代JVM的非堆内存

1.2.1. 包括C堆

1.2.2. 非堆内存就是原生内存

1.2.3. 一些常见的JDK类常常会使用原生内存，请确保正确使用这些类

1.3. 一个应用程序总的内存占用

1.3.1. JVM使用的原生内存和堆内存的总和

1.3.2. 确保所有Java进程总的内存占用不超过机器的物理内存

1.3.3. 对JVM性能至关重要的是其整体内存占用，特别是和操作系统相关部分的内存占用

2. 测量内存占用工具

2.1. Unix

2.1.1. top

2.1.2. ps

2.2. Windows

2.2.1. perfmon

2.2.2. VMMap

3. 提交的内存

3.1. committed memory

3.2. 大小会随着堆的大小变化而变化

3.3. 提交的内存会随着堆的增加而相应增加

4. 驻留集大小

4.1. resident set size，RSS

4.2. 在Unix系统中

5. 应用程序的工作集

5.1. working set

5.2. 在Windows系统中

6. 最小化内存占用

6.1. 减小堆的最大值（或者设置GC优化参数，让堆永远不会完全占满）可以限制程序的内存占用

6.2. 线程栈是相当大的，特别是对于64位的JVM来说

6.3. 代码缓存使用原生内存来保存编译后的代码

6.3.1. 如果空间受限导致所有代码都不能被编译，那么性能会受影响

6.4. 原生库可以分配自己的内存

7. 原生内存跟踪

7.1. Native Memory Tracking，NMT

7.2. NMT是HotSpot的一部分

7.2.1. HotSpot是运行程序的Java字节码的C++引擎

7.3. 两种关键信息

7.3.1. 总提交大小

7.3.1.1. JVM的总提交大小（理想情况下）接近于进程占用的物理内存量

7.3.2. 单个提交大小

7.4. -XX:NativeMemoryTracking=off|summary|detail

7.4.1. 查看原生内存的信息

7.4.2. 默认值是off

7.4.3. 概要模式（summary）或详情模式（detail）

7.4.3.1. % jcmd process_id VM.native_memory summary

7.5. -XX:+PrintNMTStatistics标志

7.5.1. JVM会在程序退出时输出原生内存的分配信息

7.5.2. 默认是false

7.6. -XX:-AutoShutdownNMT标志

7.6.1. NMT自动关闭

7.6.2. 默认是true

7.7. Oracle Studio Profiler

7.7.1. 一个混合语言分析器

7.7.2. 既能分析原生代码也能分析Java代码的性能分析器

7.7.3. 只能跟踪原生代码的内存分配，不能跟踪Java代码的

8. 原生NIO缓冲区

8.1. -XX:MaxDirectMemorySize=N

8.1.1. 为直接字节缓冲区分配的内存总量

8.1.2. 默认值是0

8.1.3. 在Java 8的后期版本（以及Java 11的所有版本）中，这个限制的最大值等于堆的最大值

9. 页面（page）

9.1. 操作系统分配的最小单元

9.2. 操作系统用来管理物理内存的内存单位

9.3. 操作系统分配的页面比物理内存能容纳的页面多很多

9.4. 最常用的映射保存在转换后备缓冲区（translation lookaside buffer，TLB）中

9.5. 长期运行的JVM几乎总能受益于大页的使用，特别是当它有大堆时

9.5.1. 使用大页通常会显著加快应用程序的速度

9.5.2. 在大多数操作系统上，必须显式开启大页支持

9.6. -XX:+UseLargePages标志

9.6.1. 开启大页的使用

9.6.2. 默认情况是false

9.6.3. 不支持大页的系统JVM不会发出警告，它会使用常规的页面

9.7. Linux把大页称为巨页（huge page）

9.7.1. 传统巨页是在内核启动时预留的，它一直可用

9.7.2. 传统巨页是锁定在内存中的，它们永远并不能被交换

9.8. Linux透明巨页

9.8.1. 透明巨页可以被交换到磁盘上，这对性能是不利的

9.8.2. 透明巨页是按需分配的

9.8.3. 透明巨页的配置在操作系统层面和Java层面都是不同的

9.8.4. 3个选项

9.8.4.1. always

9.8.4.1.1. 在可能的情况下，所有的程序都会获得巨页

9.8.4.2. madvise

9.8.4.2.1. 请求巨页的程序会获得巨页，其他程序会获得常规的4 KB的页面

9.8.4.3. never

9.8.4.3.1. 没有程序可以获得巨页，即使是请求了巨页的程序

9.8.5. UseTransparentHugePages标志

9.8.5.1. 系统无法提供巨页，这种情况下不会发出警告

9.8.6. 由于透明巨页在交换和分配方面的差异，通常不建议在Java中使用它