1 MB 或更多的 Java 字节数组占用 RAM 的两倍

在 Windows 10 / OpenJDK 11.0.4_x64 上运行以下代码会生成输出used: 197 and expected usage: 200。这意味着包含 100 万个元素的 200 个字节数组大约占用 200 个字节。 200MB 内存。一切都很好。

当我更改代码中的字节数组分配时new byte[1000000] to new byte[1048576]（即 1024*1024 个元素），它生成为输出used: 417 and expected usage: 200。有没有搞错？

import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;

public class Mem {
    private static Runtime rt = Runtime.getRuntime();
    private static long free() { return rt.maxMemory() - rt.totalMemory() + rt.freeMemory(); }
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, IOException {
        int blocks = 200;
        long initiallyFree = free();
        System.out.println("initially free: " + initiallyFree / 1000000);
        ArrayList<byte[]> data = new ArrayList<>();
        for (int n = 0; n < blocks; n++) { data.add(new byte[1000000]); }
        System.gc();
        Thread.sleep(2000);
        long remainingFree = free();
        System.out.println("remaining free: " + remainingFree / 1000000);
        System.out.println("used: " + (initiallyFree - remainingFree) / 1000000);
        System.out.println("expected usage: " + blocks);
        System.in.read();
    }
}

使用 VisualVM 更深入地观察，我在第一种情况下看到了预期的一切：

在第二种情况下，除了字节数组之外，我还看到相同数量的 int 数组占用与字节数组相同数量的 RAM：

顺便说一句，这些 int 数组并不显示它们被引用，但我无法对它们进行垃圾收集......（字节数组很好地显示了它们被引用的位置。）

你知道这里发生了什么吗？

这描述的是开箱即​​用的行为G1垃圾收集器 https://www.oracle.com/technical-resources/articles/java/g1gc.html它通常默认为 1MB“区域”，并成为 Java 9 中的 JVM 默认值。在启用其他 GC 的情况下运行会给出不同的数字。

任何超过区域大小一半的对象都被考虑 “巨大的”...对于只比一个稍大的物体 堆区域大小的倍数，此未使用的空间可能会导致堆 变得支离破碎。

I ran java -Xmx300M -XX:+PrintGCDetails它显示堆已被巨大的区域耗尽：

[0.202s][info   ][gc,heap        ] GC(51) Old regions: 1->1
[0.202s][info   ][gc,heap        ] GC(51) Archive regions: 2->2
[0.202s][info   ][gc,heap        ] GC(51) Humongous regions: 296->296
[0.202s][info   ][gc             ] GC(51) Pause Full (G1 Humongous Allocation) 297M->297M(300M) 1.935ms
[0.202s][info   ][gc,cpu         ] GC(51) User=0.01s Sys=0.00s Real=0.00s
...
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

我们想要 1MiBbyte[]“小于 G1 区域大小的一半”，因此添加-XX:G1HeapRegionSize=4M给出一个函数式应用：

[0.161s][info   ][gc,heap        ] GC(19) Humongous regions: 0->0
[0.161s][info   ][gc,metaspace   ] GC(19) Metaspace: 320K->320K(1056768K)
[0.161s][info   ][gc             ] GC(19) Pause Full (System.gc()) 274M->204M(300M) 9.702ms
remaining free: 100
used: 209
expected usage: 200

G1的深入概述：https://www.oracle.com/technical-resources/articles/java/g1gc.html https://www.oracle.com/technical-resources/articles/java/g1gc.html

G1粉碎细节：https://docs.oracle.com/en/java/javase/13/gctuning/garbage-first-garbage-collector-tuning.html#GUID-2428DA90-B93D-48E6-B336-A849ADF1C552 https://docs.oracle.com/en/java/javase/13/gctuning/garbage-first-garbage-collector-tuning.html#GUID-2428DA90-B93D-48E6-B336-A849ADF1C552