JVM管理的内存可以总体划分为两部分:Heap MemoryNative Memory。前者我们比较熟悉,是供Java应用程序使用的;后者也称为C-Heap,是供JVM自身进程使用的。Heap Memory及其内部各组成的大小可以通过JVM的一系列命令行参数来控制,在此不赘述。Native Memory没有相应的参数来控制大小,其大小依赖于操作系统进程的最大值(对于32位系统就是3~4G,各种系统的实现并不一样),以及生成的Java字节码大小、创建的线程数量、维持java对象的状态信息大小(用于GC)以及一些第三方的包,比如JDBC驱动使用的native内存。

Native Memory里存些什么?

1.管理java heap的状态数据(用于GC);

2.JNI调用,也就是Native Stack;

3.JIT(即使编译器)编译时使用Native Memory,并且JIT的输入(Java字节码)和输出(可执行代码)也都是保存在Native Memory;

4.NIO direct buffer。对于IBM JVM和Hotspot,都可以通过-XX:MaxDirectMemorySize来设置nio直接缓冲区的最大值。默认是64M。超过这个时,会按照32M自动增大。

5.对于IBM的JVM某些版本实现,类加载器和类信息都是保存在Native Memory中的。

DirectBuffer的好处

DirectBuffer访问更快,避免了从HeapBuffer还需要从java堆拷贝到本地堆,操作系统直接访问的是DirectBuffer。DirectBuffer对象的数据实际是保存在native heap中,但是引用保存在HeapBuffer中。

另外,DirectBuffer的引用是直接分配在堆得Old区的,因此其回收时机是在FullGC时。因此,需要避免频繁的分配DirectBuffer,这样很容易导致Native Memory溢出。

为什么会内存溢出?

简单理解java process memory = java heap + native memory。因此内存溢出时,首先要区分是堆内存溢出还是本地内存溢出。Native Memory本质上就是因为耗尽了进程地址空间。对于HotSpot JVM来书,不断的分配直接内存,会导致如下错误信息:Allocated 1953546760 bytes of native memory before running out

参考资料:

http://www.ibm.com/developerworks/library/j-nativememory-linux/index.html

http://www.techpaste.com/2012/07/steps-debugdiagnose-memory-memory-leaks-jvm/

https://sourcevirtues.wordpress.com/2013/01/14/java-heap-space-and-native-heap-problems/

http://www.theotherian.com/2013/08/understanding-javas-native-heap-or-c-heap.html

http://www.ibm.com/developerworks/library/l-kernel-memory-access/

http://www.ibm.com/developerworks/library/j-zerocopy/

http://en.wikipedia.org/wiki/Direct_memory_access

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