了解JVM内存分配和Java内存不足：堆空间

我正在研究真正了解内存分配在JVM中的工作原理。我正在编写一个应用程序，其中我正在使用内存：堆空间exception。

我知道我可以将诸如Xms和Xmx之类的VM参数传递给JVM为正在运行的进程分配的堆空间。这是问题的一种可能的解决方案，或者我可以检查我的代码是否存在内存泄漏并解决问题。

我的问题是：

1）JVM如何为自己实际分配内存？这与操作系统如何将可用内存传递给JVM有何关系？或者更一般地说，任何进程的内存分配如何实际工作？

2）虚拟内存如何发挥作用？假设您有一个具有32GB物理内存的系统，并且您将所有32GB分配给您的Java进程。假设您的进程实际上消耗了所有32GB内存，我们如何强制使用虚拟内存而不是运行到OOMexception？

谢谢。

JVM如何为自己实际分配内存？

对于堆，它分配一个大的最大内存的连续区域。最初这是虚拟存储器，然而，随着时间的推移，它在OS的控制下成为所使用部分的实际存储器

这与操作系统如何将可用内存传递给JVM有何关系？

JVM不知道操作系统中的空闲内存。

或者更一般地说，任何进程的内存分配如何实际工作？

一般来说，它使用malloc和free。

虚拟内存如何发挥作用？

最初分配虚拟内存，这将变为使用的实际内存。这对任何过程都是正常的。

假设您有一个具有32GB物理内存的系统，并且您将所有32GB分配给您的Java进程。

你不能。操作系统需要一些内存，并有内存用于其他目的。即使在JVM中，堆也只是所用内存的一部分。如果您有32 GB的内存，我建议最多24 GB堆。

假设您的进程实际上消耗了所有32GB的内存，

假设您有48 GB并且您启动了一个使用32 GB主内存的进程。

我们如何强制使用虚拟内存而不是运行到OOMexception？

该应用程序从一开始就使用虚拟内存。您不能使堆太大，因为如果它开始交换您的机器（不仅仅是您的应用程序）将变得无法使用。

通过使用off heap memory，您可以使用比物理更多的内存。但是，托管内存必须位于物理内存中，因此如果需要32 GB堆，请购买64 GB主内存。

想要分配内存的JVM（或任何进程）将调用C运行时’ malloc ‘函数。此函数维护C运行时的堆内存。反过来，它从操作系统内核获取内存 – 用于此的函数取决于平台; 在Linux中它可能使用brk或sbrk系统调用。

一旦JVM获得了内存，它就会管理内存本身，将其中的一部分分配给正在运行的程序创建的各种对象。

虚拟内存完全由操作系统内核处理。内核管理物理内存页面到各种进程的地址空间的映射; 如果物理内存少于系统中所有进程所需的内存，则OS内核会将其中的一些内容交换到磁盘。

您不能（也不需要）强制进程使用虚拟内存。它对您的流程是透明的。

如果您遇到“内存不足”错误，原因很可能是：

超出了JVM限制。这些由您在问题中声明的各种命令行参数和/或属性控制
操作系统可能已用完交换空间（或者没有配置任何交换空间开始）。或者某些操作系统甚至不支持虚拟内存，在这种情况下，您的实际内存已用完。
大多数操作系统都有管理员限制进程消耗的内存量的工具 – 例如，在Linux中使用setrlimit系统调用和/或ulimit shell命令，这两者都设置了内核将遵守的限制。如果进程请求的内存多于限制允许的内存，则尝试将失败（通常会导致内存不足消息）。

本博客介绍了您可能会觉得有用的Java内存利用率：

JVM从OS分配Java堆内存，然后管理Java应用程序的堆。当应用程序创建新对象时，JVM会分配一个连续的堆内存区域来存储它。堆中的任何其他对象引用的对象都是“活动的”，只要继续引用它就会保留在堆中。不再引用的对象是垃圾，可以从堆中清除以回收它们占用的空间。 JVM执行垃圾收集（GC）以删除这些对象，重新组织堆中剩余的对象。
资料来源： http ： //pubs.vmware.com/vfabric52/index.jsp？topic = / com.vmware.vfabric.em4j.1.2 /em4j / conf-heap-management.html
在使用虚拟内存的系统中，物理内存被划分为大小相等的页面。进程寻址的内存也被划分为相同大小的逻辑页面。当进程引用内存地址时，内存管理器从磁盘中获取包含引用地址的页面，并将其放入RAM中的空白物理页面。

资料来源： http ： //searchstorage.techtarget.com/definition/virtual-memory