为啥 -Xmx 和 Runtime.maxMemory 不一致

Posted 2023-02-21

【中文标题】为啥 -Xmx 和 Runtime.maxMemory 不一致

【英文标题】：Why do -Xmx and Runtime.maxMemory not agree为什么 -Xmx 和 Runtime.maxMemory 不一致

【发布时间】：2014-07-05 06:09:24

【问题描述】：

添加时

 -Xmx????m

对于命令行，JVM 为您提供了一个接近此值但最多可超出 14% 的堆。 JVM 可以为您提供更接近您想要的数字，但只能通过反复试验。

 System.out.println(Runtime.getRuntime().maxMemory());

打印

-Xmx1000m ->  932184064
-Xmx1024m -Xmx1g ->  954728448
-Xmx1072m ->  999292928
-Xmx1073m -> 1001390080

我正在运行 HotSpot Java 8 更新 5。

很明显，堆可以在1000000000之上，但为什么是-Xmx1073m而不是-Xmx1000m？

顺便说一句 1g == 1024m 这表明 1g 应该是 1024^3，比 1000^3 高 7%，但你得到的结果比 1000^3 低 7%。

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如此之多表明我错过了关于堆如何工作的一些基本知识。如果我要求 -Xmx1000m 并且它是 1001390080 我不在乎，我会假设它需要遵守一些分配倍数，但是给你 932184064 向我表明堆比我能做的更复杂想象一下。

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编辑我发现

-Xmx1152m gives 1073741824 which is exactly 1024^3

所以看起来它给我的内存比我在这种情况下所要求的少了 128 MB，参见 maxMemory()。

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顺便说一句，128 是我最喜欢的数字。我今天在街道号128 参加了一个会议，演讲者引用了128 页上的一本书；）

【问题讨论】：

你为什么在乎它是1000000000？

@Absurd-Mind 这只是多年来困扰我的那些令人印象深刻的事情之一。它在不同的 JVM 中也有所不同，因此您无法确定在系统之间真正会得到什么。

@Absurd-Mind 不一定要精确，但必须相差这么多吗？这表明我缺少关于堆如何工作的一些基本知识。

1000 MB RAM 是 1,048,576,000 (1000 * 2**20) 字节。如果有的话，你在第一个数字上的空头 11%。

@Alex 是的，我在同一台机器上得到相同的数字。顺便说一句-Xmx1g == -Xmx1024m 这让它变得更加陌生。

【参考方案1】：

下图将 Runtime.maxMemory 显示为不同 Xmx 值（在 x 轴上）的 Xmx（在 y 轴上）的百分比。

我们看到，在大多数情况下，只有大约 85% 的 Xmx 设置可用于堆增长。此分析使用 java 版本“1.8.0_212”Java(TM) SE Runtime Environment（build 1.8.0_212-b10）Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM（build 25.212-b10，混合模式）进行

Graph of (maxMem/Xmx) for varying Xmx sizes (in MB)

【参考方案2】：

差异似乎是由垃圾收集器的幸存者空间的大小造成的。

-Xmx 标志，如docs 中所述，控制内存分配池的最大大小。 memory allocation pool 的堆部分分为 Eden、Survivor 和 Tenured 空间。如this answer 中所述，有两个幸存者区域，其中只有一个可用于在任何给定时间点保存活动对象。因此，Runtime.maxMemory() 报告的可用于分配对象的总表观空间必须从总堆内存池中减去幸存空间之一的大小。

您可以使用MemoryMXBean 和MemoryPoolMXBean 类来获取有关内存分配的更多信息。这是我写的一个简单的程序：

import java.lang.management.ManagementFactory;
import java.lang.management.MemoryMXBean;
import java.lang.management.MemoryPoolMXBean;

public class MemTest 
  static String mb (long s) 
    return String.format("%d (%.2f M)", s, (double)s / (1024 * 1024));
  

  public static void main(String[] args) 
    System.out.println("Runtime max: " + mb(Runtime.getRuntime().maxMemory()));
    MemoryMXBean m = ManagementFactory.getMemoryMXBean();

    System.out.println("Non-heap: " + mb(m.getNonHeapMemoryUsage().getMax()));
    System.out.println("Heap: " + mb(m.getHeapMemoryUsage().getMax()));

    for (MemoryPoolMXBean mp : ManagementFactory.getMemoryPoolMXBeans()) 
      System.out.println("Pool: " + mp.getName() + 
                         " (type " + mp.getType() + ")" +
                         " = " + mb(mp.getUsage().getMax()));
    
  

在 OpenJDK 7 上 java -Xmx1024m MemTest 的输出是：

Runtime max: 1037959168 (989.88 M)
Non-heap: 224395264 (214.00 M)
Heap: 1037959168 (989.88 M)
Pool: Code Cache (type Non-heap memory) = 50331648 (48.00 M)
Pool: Eden Space (type Heap memory) = 286326784 (273.06 M)
Pool: Survivor Space (type Heap memory) = 35782656 (34.13 M)
Pool: Tenured Gen (type Heap memory) = 715849728 (682.69 M)
Pool: Perm Gen (type Non-heap memory) = 174063616 (166.00 M)

请注意，Eden + 2*Survivor + Tenured = 1024M，这正是命令行上请求的堆空间量。非常感谢 @Absurd-Mind 指出这一点。

您在不同 JVM 之间观察到的差异可能是由于选择不同代的默认相对大小的不同启发式方法。如this article 中所述（适用于Java 6，无法找到更新的版本），您可以使用-XX:NewRatio 和-XX:SurvivorRatio 标志来显式控制这些设置。所以，运行命令：

java -Xmx1024m -XX:NewRatio=3 -XX:SurvivorRatio=6

你是在告诉 JVM：

Young:Tenured = (Eden + 2*Survivor):Tenured = 1:3 = 256m:768m
Survivor:Eden = 1:6 = 32m:192m

所以，有了这些参数，请求的-Xmx值和Runtime.maxMemory()报告的可用内存之间的差应该是32m，使用上述程序验证。现在您应该能够准确预测 Runtime 报告的一组给定命令行参数的可用内存，这正是您真正想要的，对吧？

【讨论】：

如果将所有堆空间相加并取两次 Surviver，您将得到准确的 1024m。伊甸园 + 2*幸存者 + 终身制：715849728 + 2 * 35782656 + 286326784 = 1073741824 = 1024M。也许这个空间以某种方式被复制了？

哇，好电话。我一直在寻找一种方法来使数字相加，但不能。 ***.com/questions/10695298/…

我查看了 JVM 源代码，堆大小将根据页面大小对齐，因此可能仍然存在一些差异。在我的机器（windows7、x64、oracle jdk 1.7）上，堆大小只能设置为 512k 步。

是的，我并不感到惊讶。我只看到人们将 -Xmx 设置为 1m 的倍数，所以在大多数情况下，我不认为这是一个问题。

顺便说一句，在不设置比率的情况下对程序输出进行数学运算表明我的平台（Ubuntu x64、OpenJDK 7 u51）上的默认比率是 NewRatio=2 和 SurvivorRatio=8。