带你认识JDK8中超nice的Native Memory Tracking

带你认识JDK8中超nice的Native Memory Tracking

摘要:从 OpenJDK8 起有了一个很 nice 的虚拟机内部功能: Native Memory Tracking (NMT)。

本文分享自华为云社区《Native Memory Tracking 详解(1):基础介绍》,作者:毕昇小助手。

0.引言

我们经常会好奇,我启动了一个 JVM,他到底会占据多大的内存?他的内存都消耗在哪里?为什么 JVM 使用的内存比我设置的 -Xmx 大这么多?我的内存设置参数是否合理?为什么我的 JVM 内存一直缓慢增长?为什么我的 JVM 会被 OOMKiller 等等,这都涉及到 JAVA 虚拟机对内存的一个使用情况,不如让我们来一探其中究竟。

1.简介

除去大家都熟悉的可以使用 -Xms、-Xmx 等参数设置的堆(Java Heap),JVM 还有所谓的非堆内存(Non-Heap Memory)。

可以通过一张图来简单看一下 Java 进程所使用的内存情况(简略情况):

非堆内存包括方法区和Java虚拟机内部做处理或优化所需的内存。

  • 方法区:在所有线程之间共享,存储每个类的结构,如运行时常量池、字段和方法数据,以及方法和构造函数的代码。方法区在逻辑上(虚拟机规范)是堆的一部分,但规范并不限定实现方法区的内存位置和编译代码的管理策略,所以不同的 Java 虚拟机可能有不同的实现方式,此处我们仅讨论 HotSpot。
  • 除了方法区域外,Java 虚拟机实现可能需要内存用于内部的处理或优化。例如,JIT编译器需要内存来存储从Java虚拟机代码转换的本机代码(储存在CodeCache中),以获得高性能。

从 OpenJDK8 起有了一个很 nice 的虚拟机内部功能: Native Memory Tracking (NMT) 。我们可以使用 NMT 来追踪了解 JVM 的内存使用详情(即上图中的 JVM Memory 部分),帮助我们排查内存增长与内存泄漏相关的问题。

2.如何使用

2.1 开启 NMT

默认情况下,NMT是处于关闭状态的,我们可以通过设置 JVM 启动参数来开启:-XX:NativeMemoryTracking=[off | summary | detail]。

注意:启用NMT会导致5% -10%的性能开销。

NMT 使用选项如下表所示:

我们注意到,如果想使用 NMT 观察 JVM 的内存使用情况,我们必须重启 JVM 来设置XX:NativeMemoryTracking 的相关选项,但是重启会使得我们丢失想要查看的现场,只能等到问题复现时才能继续观察。

笔者试图通过一种不用重启 JVM 的方式来开启 NMT ,但是很遗憾目前没有这样的功能。

JVM 启动后只有被标记为 manageable 的参数才可以动态修改或者说赋值,我们可以通过 JDK management interface (com.sun.management.HotSpotDiagnosticMXBean API) 或者 jinfo -flag 命令来进行动态修改的操作,让我们看下所有可以被修改的参数值(JDK8):

java -XX:+PrintFlagsFinal | grep manageable
intx CMSAbortablePrecleanWaitMillis = 100 {manageable}
intx CMSTriggerInterval = -1 {manageable}
intx CMSWaitDuration = 2000 {manageable}
bool HeapDumpAfterFullGC = false {manageable}
bool HeapDumpBeforeFullGC = false {manageable}
bool HeapDumpOnOutOfMemoryError = false {manageable}
ccstr HeapDumpPath = {manageable}
uintx MaxHeapFreeRatio = 100 {manageable}
uintx MinHeapFreeRatio = 0 {manageable}
bool PrintClassHistogram = false {manageable}
bool PrintClassHistogramAfterFullGC = false {manageable}
bool PrintClassHistogramBeforeFullGC = false {manageable}
bool PrintConcurrentLocks = false {manageable}
bool PrintGC = false {manageable}
bool PrintGCDateStamps = false {manageable}
bool PrintGCDetails = false {manageable}
bool PrintGCID = false {manageable}
bool PrintGCTimeStamps = false {manageable}
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